В доступной форме в учебнике изложены теоретические основы физического и математического моделирования; рассмотрены моделирование процессов переноса массы, тепла и импульса, связь и аналогия между ними; изучены теория подобия, ее применение в моделировании, модели структуры потоков в аппаратах. Описаны также экспериментaльно-стaтистический и экспериментaльно-aнaлитический методы моделирования, которые включают методы «черного ящика», планирования пассивного, активного полного и дробного факторного эксперимента, корректировки моделей по результатам эксперимента. Одновременно рассмотрены моделирование химических реакторов, методы оптимизации химико-технологических процессов, их выбор, сравнение и примеры применения. Приведены примеры моделирования и оптимизации процессов в химической, нефтехимической и биотехнологии на компьютере в средах Excel и MathCAD. В приложениях даны основы работы в среде MathCAD и элементы матричной алгебры. Учебник предназначен для бакалавров, которых готовят для химической, пищевой, текстильной и легкой промышленности. Он может быть полезен и для специалистов, и магистров, а также для научных, инженерно-технических работников и аспирантов, занимающихся рассматриваемой проблемой.