Jedním ze základních předpokladů pro optimalizaci metalurgických procesů je podrobné studium podstaty a zákonitostí dějů probíhajících při těchto procesech. Základní a historicky nejstarší metodou je výzkumná činnost přímo v provozních podmínkách na daném agregátu, která je možná jen tehdy, pokud výrazněji nenaruší chod celého agregátu a negativně neovlivní výslednou kvalitu výroby.
Modelování probíhajících procesů v systému je metodou, jejíž cílem je co nejvěrohodněji zachytit chování reálného systému pomocí modelu. Na základě výsledků dosažených na modelu lze pak zpětně předpovídat chování reálného systému při různých změnách procesu.
Metody modelování procesů mají ve vědecko výzkumné činnosti své pevné místo v řadě vědních oborů. Na katedře metalurgie se metody modelování využívají při řešení úloh z oblasti výroby oceli a slitin, jejich rafinace a odlévání.
V oblasti fyzikálního modelování katedra disponuje modely licích pánví, mezipánví, krystalizátorů, rafinačních pánví vyrobených z organického skla v měřítku od 1:3 až po 1:10. V oblasti numerického modelování jsou na katedře využívány speciální softwarové produkty, jako např. ANSYS Fluent, ProCAST, QuikCAST, Calcosoft, MAGMASOFT, FactSage ad.