В основе большинстве методов получения количественных решений лежит идея использования моделей оптимизации. Оптимальными называются наилучшие по определённому критерию решения из всех допустимых решений или альтернатив для достижения цели поведения системы.
Многие модели принятия решений имеют вид уравнения, в котором общий критерий функционирования (критерий оптимизации) всей системы в целом приравнивается некоторому соотношению, связывающему между собой множество управляемых и неуправляемых переменных, определяющих поведение системы. В общем виде это выражение может представлять систему аналитических или статистических уравнений или неравенств.
Критерий оптимизации (критерий эффективности) представляет собой количественную оценку (меру) достижения цели системы. В зависимости от решаемой задачи критериями оптимизации могут быть показатели, минимизирующие затраты ресурсов — время, трудоемкость, себестоимость, или максимизирующие результаты — оборачиваемость койко дня, число обслуженных пациентов и т. д.