En ciencia, un organismo modelo es un organismo que se utiliza a menudo para estudios y experimentos, y puede considerarse un ejemplo representativo de una clase de organismos, o tener una fisiología o psicología particularmente interesante o fácil de estudiar. Los organismos modelo también se seleccionan por conveniencia y reproducción rápida. Los ejemplos incluyen la bacteria Escherichia coli, el nematodo Caenorhabditis elegans, moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), ratas pardas albinas (Rattus norvegicus, también llamadas «ratas de laboratorio»), ratones (Mus musculus) y humanos (Homo sapiens). Esta es solo una lista corta; en total, hay muchas docenas de organismos modelo, desde virus hasta hongos, plantas, invertebrados y vertebrados.
Los organismos modelo han enseñado a los científicos y, por extensión, a la raza humana, muchísimas cosas sobre biología y psicología. Debido a los organismos modelo, sabemos que los cerebros están hechos de neuronas, los cuerpos funcionan de una manera puramente mecánica (en lugar de estar animados por una «fuerza vital», como argumentó Henri Bergson en 1907), cómo funciona cada órgano con gran detalle, y cómo las enfermedades y las mutaciones afectan al cuerpo.
Para consternación de los activistas por los derechos de los animales, los organismos modelo a veces son abusados o torturados a fondo mediante experimentos violentos. Muchas instituciones han respondido experimentando con organismos de modelos inferiores o utilizando simulaciones por computadora cuando ha sido posible, realizando experimentos más humanos y absteniéndose de experimentos con organismos de modelos superiores a menos que sea absolutamente necesario.
La complejidad del organismo modelo en cuestión suele ser una pista de lo que se está utilizando para estudiar. Por ejemplo, los nematodos son organismos multicelulares bastante simples y, a menudo, se utilizan para estudiar los aspectos básicos de la fisiología, como la forma en que el cerebro dirige las partes del cuerpo. El ejemplo superlativo de esto es el nematodo C. elegans, que se ha estudiado tan extensamente que los científicos saben adónde va cada célula de su cuerpo y cómo estas células se desarrollan y diferencian durante el proceso de embriogénesis. Los animales más complejos, como los gatos o las ratas, se utilizan para estudios más complejos, como los estudios de la visión o las sutiles características psicológicas.