Représentation interne qu'un utilisateur se fait du fonctionnement d'un système. Le modèle mental est subjectif, incomplet et basé sur l'expérience passée. Don Norman distingue trois modèles : le modèle mental de l'utilisateur, le modèle conceptuel du designer et l'image du système (ce que l'interface communique). Quand le modèle mental de l'utilisateur ne correspond pas au fonctionnement réel, il y a erreur. Le rôle du designer est d'aligner l'image du système avec le modèle mental de l'utilisateur.
Explorer les modèles mentaux existants par des entretiens et des tris de cartes. Ne pas supposer que l'utilisateur pense comme l'équipe produit. Utiliser des métaphores familières pour rapprocher le modèle conceptuel du modèle mental (corbeille = suppression, dossier = rangement). Tester la compréhension du système en demandant aux utilisateurs de prédire le résultat de leurs actions. Les modèles mentaux évoluent avec l'usage : un novice et un expert n'ont pas le même.
Les utilisateurs de messagerie s'attendent à ce que "archiver" conserve le message quelque part. Gmail archive effectivement. D'autres services suppriment. Le même mot, deux modèles mentaux incompatibles.
Un angle rare sur la cognition des modèles d'IA, au-delà du chatbot. Comprendre comment une IA se construit un modèle mental du monde change la manière de designer des interfaces qui collaborent avec ces systèmes plutôt que de les utiliser comme boîte noire.