本书介绍了四十二个数学模型，它们来自不同领域：天文、凝聚态物理、高能物理、核反应堆、材料、洋流、交通、电网、通讯和经济等。书中详细推导了这些模型，并且对部分模型给出计算结果。这些模型和很多数学分支(微积分、几何、优化、控制、泛函、变分、常偏微分方程和随机过程等)相关，也和物理上的热力学、配分函数和平均场等概念有关。为了方便描述更深入的模型，对部分模型用到路径积分的工具。本书中每个模型都是互相独立的，读者可以阅读自己感兴趣的相关模型。
本书适合从事数学建模的高年级本科生和研究生阅读学习，也可以作为对相关模型感兴趣的研究人员的参考书。