Un modello causale è un modello astratto che descrive il meccanismo causale di un sistema. Il modello deve esprimere più di una correlazione, poiché la correlazione non implica causalità.
Judea Pearl definisce un modello causale come un insieme ordinato di tre elementi , in cui U è a sua volta un insieme di variabili esogene i cui valori sono determinati da fattori esterni al modello; V è un insieme di variabili endogene i cui valori sono determinati da fattori interni al modello; ed E è un insieme di equazioni strutturali che esprimono il valore di ciascuna variabile endogena come una funzione dei valori assunti dalle altre variabili in U e V.[1]