反演模型（Inversion problem）是相對於正演模型（Forward problem）的概念，它涉及到從觀測數據出發，結合已知的一般原理或模型，來確定模型參數的估計值。正演模型是根據已知條件預測觀測結果，而反演模型則是從觀測數據出發，通過某種方法尋求能夠符合這些數據的模型參數。在實際套用中，由於觀測數據通常含有噪聲，且難以觀測到全部信息，反演問題往往具有多解性，即可能有多個模型參數的組合都能符合觀測數據。因此，反演模型的目的是提供有關模型中未知參數的信息，儘管這些信息可能是不唯一的。
反演模型在多個領域中都有套用，例如：
在地球物理學中，地震反演是研究地球內部構造的重要手段之一，它通過分析地震數據來推斷地下構造或岩性特徵。
在電磁學中，反演模型用於通過電場的分布來推斷電荷的分布。
在數學建模中，反演數學模型是根據實際數據尋求能符合這些數據的數學表達式，以此來建立數學模型。
反演模型的求解可以採用多種數學方法，包括解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數值計算等，特別是計算機技術的套用，使得複雜反演問題的求解成為可能。