一、按產生原因分類
（一）自發性動物模型（Spontaneous Animal Models）
是指實驗動物未經任何有意識的人工處置，在自然情況下所發生的疾病。包括突變系的遺傳疾病和近交系的腫瘤疾病模型。突變系的遺傳疾病很多，可分為代謝性疾病、分子疾病和特種蛋白質合成異常性疾病。如無胸腺裸鼠、肌肉萎縮癥小鼠、肥胖癥小鼠、癲癇大鼠、高血壓大鼠、無脾小鼠和青光眼兔等。它們為生物醫學研究提供了許多有價值的動物模型。近交系的腫瘤模型隨實驗動物種屬、品系的不同，其腫瘤的發生類型和發病率有很大差異。
很多自發性動物模型在研究人類疾病時具有重要的價值，如自發性高血壓大鼠，中國地鼠的自發性真性糖尿病，小鼠的各種自發性腫瘤，山羊的家族性甲狀腺腫等。利用這類動物疾病模型來研究人類疾病的最大優點，就是疾病的發生、發展與人類相應的疾病很相似，均是在自然條件下發生的疾病，其應用價值就很高，但是這類模型來源較困難，不可能大量應用。由于誘發模型和自然產生的疾病模型是有一定差異的，如誘發的腫瘤和自發的腫瘤對藥物的敏感性是不相同的，加之有些人類的疾病至今尚不能用人工的方法在動物身上誘發出來，因此，近年來十分重視對自發的動物疾病模型的開發，有的學者甚至對狗、貓的疾病進行大規模的普查，以發現自發性疾病的病例，然后通過遺傳育種，將這種自發性疾病模型保持下來，并培育成具有特定遺傳性狀的突變系，以供研究。近年來許多動物遺傳病的模型就是通過這樣的方法建立的。在這方面小鼠和大鼠的各種自發性疾病模型開發和應用得最多。這類模型在遺傳病、代謝病、免疫缺陷病、內分泌疾病和腫瘤等方面的應用正日益增多。
最近國外出版一部專著（兩卷本），按人類疾病系統，專門介紹人類疾病的自發性動物模型，可供參閱（Andrews EJ et al：Spontaneous Animal Models of Haman Disease,Vol Ⅰ-Ⅱ,New York,Academic Press,1979．）。美國病理學雜志（American Journal of Pathology）每期均有人類疾病動物模型專欄，常介紹與人類疾病相應的動物自發性疾病，可供參考。但該欄文章評論較多，往往要查閱文未參考文獻才能了解具體方法。
（二）誘發性或實驗性動物模型（Experimental Animal Models）
實驗性動物模型是指研究者通過使用物理的、化學的和生物的致病因素作用于動物，造成動物組織、器官或全身一定的損害，出現某些類似人類疾病時的功能、代謝或毒使動物患相應的傳染病，又如用化學致癌劑、放射線、致癌病毒誘發動物的腫瘤等。誘發性疾病動物模型具有能在短時間內復制出大量疾病模型，并能嚴格控制各種條件使復制出的疾病模型適合研究目的需要等特點，因而為近代醫學研究所常用，特別是藥物篩選研究工作所首選。但誘發模型和自然產生的疾病模型在某些方面畢竟存在一定差異。因此在設計誘發性動物模型要盡量克服其不足，發揮其特點。
1982年，Hegreberg與Leathers發表了一部兩卷的動物模型目錄，第1卷“自發性動物疾病模型”包括了1298篇文獻，第2卷“誘發性動物疾病模型”包括了2707篇文獻。國內施新猷主編“醫學動物實驗方法”（人民衛生出版社，1980年）、郭鷂編“人類疾病的動物模型”第1輯，（人民衛生出版社，1982年），可供參考。另外也可在一些藥理實驗方法學專著中找到，特別是那些容易復制、已經成為定型的（或所謂經典的）模型、可供篩選藥物之用的動物模型，這類書中均有介紹。疾病動物模型的復制方法還可在美國《醫學索引》（Index Medicus）中的“動物疾病模型”（Disease Model,Animal）主題之下找到。
必須指出，以上兩種動物模型各有其優缺點。事實上很多疾病可用不同方式獲得。例如已知有不少自發性腫瘤模型，也可用各種致癌劑誘發產生腫瘤模型。值得注意的是它們在發病機理和疾病內在特征方面存在著各自的特點。如自發性腫瘤和誘發性腫瘤對藥物的敏感性有明顯區別。此外，大部分自發性動物模型是通過人為定向培育而成的，畢竟不同于人類自然發病情況，因此，自發和誘發模型所具有的優缺點只是相對的。對使用者來說，最重要的是所選擇的模型究竟能否達到研究目的。
二、按系統范圍分類
（一）疾病的基本病理過程動物模型
這類動物疾病模型是指各種疾病共同性的一些病理變化過程的模型。致病因素在一定條件下作用于動物，使動物組織、器官或全身造成一定病理損傷，出現各種功能、代謝和形成結構的變化，其中有些變化是各種疾病都可能發生的，不是各種疾病所特有的一些變化，如發熱、缺氧、水腫、炎癥、休克、彌漫性血管內凝血、電解質紊亂、酸鹼平衡障礙等，我們稱之為疾病的基本病理過程。
（二）各系統疾病動物模型
是指與人類各系統疾病相應的動物型。如心血管、呼吸、消化、造血、泌尿、生殖、內分泌、神經、運動等系統疾病模型，還包括各種傳染病、寄生蟲病、地方病、維生素缺乏病、物理損傷性疾病、職業病和化學中毒性疾病的動物模型。
三、按模型種類分類
疾病模型的種類包括整體動物、離體器官和組織、細胞株以至數模型。疾病的動物模型是常用的疾病模型之一，也是研究人類疾病的常用手段。