물체의 기하학적 형상과 외부하중 및 구속조건이 동일하더라도 물체를 구성하는 재질이 달라지게 되면 물체의 거동 역시 달라지게 된다. 가장 단순한 예로 유리로 만들어진 물체와 플라스틱으로 만들어진 형상이 동일한 두 물체를 생각해 보면, 전자의 경우는 변형없이 금이 가거나 깨어지는 반면, 후자는 깨어지는 일은 발생하지 않고 모양이 현저하게 찌그러지게 된다.
이처럼 동일한 기하학적 형상 그리고 외부하중 및 구속조건에 대하여 재질이 달라지면 그 거동이 변하는 것은 물체를 구성하는 재료의 고유한 성질 때문이다. 그리고 이러한 재료의 고유의 특성을 역학적으로 표현한 것을 재료 모델이라고 부른다.
재료 모델은 물체 거동의 유형에 따라 다양한 종류가 존재하지만, 공통적인 특징은 상태변수(state variable)와 이 변수로부터 계산되는 거동값과의 관계를 나타내는 관계식, 즉 구성방정식(constitutive relation)이라는 점이다. 예를 들어 후크의 법칙(Hooke’s law)은 구조물의 선형 정적(linear static) 거동에 따른 변형과 응력(stress)의 관계를 나타내는 구성방정식이다. 그리고 탄성의 범위를 초과한 소성변형(plastic deformation)의 경우에는 다양한 유형의 소성모델(plastic model)이 소개되어 있다.
이와 같이 특정한 재질이 외부 하중에 대하여 나타내는 특정한 거동을 수학적으로 표현한 구성방정식들을 총칭하여 재료모델이라고 부른다. 고무와 같은 초탄성 재료(hyperelastic material)의 변형률-응력 관계식을 나타내는 문리-리브린 모델(Moonley-Rivlin model)도 하나의 재료모델에 해당된다.
.
