黑箱模型（Black box）或称经验模型，指一些其内部规律还很少为人们所知的现象。如生命科学、社会科学等方面的问题。但由于因素众多、关系复杂，也可简化为灰箱模型来研究。
在水文学模型中，黑箱模型不考虑流域物理过程，模型的建立基于输入和输出时间序列的分析。