A modelagem empírica é uma forma de modelagem baseada no funcionamento real do sistema, utilizando os fenômenos físicos como base para a análise. Neste caso, é preciso identificar e equacionar os fenômenos que ocorrem no processo, bem como quaisquer outras variáveis de interesse. Nesse sentido, em relação à modelagem empírica, é possível afirmar que:

para se levantar a função de transferência do sistema, é preciso observar a influência de uma entrada sobre uma saída e seu gráfico analítico.
neste tipo de análise, não é possível obter a função de transferência do modelo, uma vez que não é possível conhecer o funcionamento do sistema.
este é o único modelo em que a elaboração de um gráfico de dispersão é desnecessário, já que não é possível saber a relação entre duas grandezas.
este tipo de modelagem não leva em consideração o funcionamento interno do sistema, tratando-o como um sistema 'caixa-preta'.
esta análise é a mais simples de se fazer, uma vez que o analista não precisa escolher quais variáveis serão observadas; ele deve observar todas do sistema.