用量 - 反応関係を記述する数学モデルは数多くある。これらは数学的には互いに関連のあるものもあるが，以下のように大別できる。

1. 確率分布に基づくモデル

   Probit model， Logit model， Weibull model

2. 発癌メカニズムに基づくモデル

   Onehit model， Multihit model， Multistage model

　これらのモデルでは，発癌率は投与量の関数として表される。

　この他に薬動力学的な観点からは，投与された発癌物質の活性化・不活化などを考慮し標的臓器における有効用量で評価しようとする pharmacokinetic model がある。

　また，発癌率は用量とともに時間（ 動物の年齢 ）とも関係があるので，time - to - tumor モデルも提唱されている。