1.優化方法
優化方法是運用線性規劃、整數規劃、非線性規劃等數學規劃技術來描述物流系統的數量關系，以便求得最優決策。由于物流系統龐大而復雜，建立整個系統的優化模型一般比較困難，而且用計算機求解大型優化問題的時間和費用太大，因此優化模型常用于物流系統的局部優化，并結合其他方法求得物流系統的次優解。
2.模擬方法
模擬方法是利用數學公式、邏輯表達式、圖表、坐標等抽象概念來表示實際物流系統的內部狀態和輸入輸出關系，以便通過計算機對模型進行試驗，通過試驗取得改善物流系統或設計新的物流系統所需要的信息。雖然模擬方法在模擬構造、程序調試、數據整理等方面的工作量大，但由于物流系統結構復雜，不確定情形多，所以模擬方法仍以其描述和求解問題的能力優勢，成為物流建模的主要方法。
3.啟發式方法
啟發式方法是針對優化方法的不足，運用一些經驗法則來降低優化模型的數學精確程度，并通過模仿人的跟蹤校正過程求取物流系統的滿意解。啟發式方法能同時滿足詳細描繪問題和求解的需要，比優化方法更為實用；其缺點是難以知道什么時候好的啟發式解已經被求得。因此，只有當優化方法和模擬方法不必要或不實用時，才使用啟發式方法。
除了上面三種主要方法外，還有其他的建模方法，如用于預測的統計分析法、用于評價的加權函數法、功效系統法及模糊數學方法。