Trong một số nghiên cứu kinh tế lượng, nhà nghiên cứu có thể quan tâm đến nhiều hơn một biến phụ thuộc và do đó cùng một lúc thiết lập nhiều phương trình. Những mô hình này được gọi là mô hình hệ phương trình. Ước lượng các phương trình cầu và cung là các ví dụ về mô hình loại này.