Modelele ierarhice se bazează pe principiul că datele ecologice sunt rezultatul a două procese interdependente. Primul, procesul ecologic, determină starea adevărată a mediului, cum ar fi ocuparea reală sau abundența unei specii. Acesta este un factor critic, deoarece reprezintă scenariul real studiat. Al doilea, procesul de observare, este cel care influențează datele culese în timpul sondajelor. Acest proces depinde în mod inerent de procesul ecologic, deoarece ceea ce este observat și înregistrat este o funcție de stare reală a mediului.
Există multe modele ierarhice în ecologie, dar cele mai utilizate sunt modelele N-mixture pentru modelarea abundenței speciilor și modelele de ocupanță pentru modelarea apariției speciilor:
Primul tip este reprezentat de modelele de Ocupanță, modele orientate spre evaluarea apariției speciilor. Ele oferă un cadru pentru estimarea probabilității ca o specie să fie prezentă într-o anumită zonă, încorporând totodată probabilitățile de detecție în calculele lor.
Al doilea tip este reprezentat de modelele N-mixture, care sunt deosebit de utile pentru estimarea abundenței speciilor. Aceste modele sunt eficiente în abordarea variațiilor naturale legate de numărul speciilor și sunt dezvoltate specific pentru a integra posibilele erori de detecție. Acest lucru le face potrivite pentru studii în care estimările precise ale numărului de specii sunt importante.
Un aspect cheie al modelelor ierarhice este dependența lor de datele din monitorizări replicate temporal efectuate pe mai multe situri. Această metodă de măsuri repetate îmbunătățește modelul, rezultatele și fiabilitatea modelelor. Pe scurt, alegerea modelului în studiile ecologice este în mare măsură influențată de natura specifică a datelor și de provocările generate de erorile de detecție.