動態規劃的數學模型是由系統狀態轉移方程、目標函數和約束條件等幾部分組成。
（1）狀態轉移方程。系統狀態轉移方程是描述系統中第i+1階段的狀態變量與第i階段狀態變量及決策變量之間關系的數學表達式。例如，壹維多階段決策過程的狀態轉移方程為
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（2）目標函數。目標函數的優化極值視管理問題性質而定，若以費用或成本為目標，應取最小值，若以效益為目標，則應取最大值。
例如，以獲得最大經濟效益為水資源管理目標，其目標函數可表示為
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依最優原理，可寫出其遞推方程
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（3）約束條件。對於狀態變量和決策變量的約束，可根據管理問題的狀態空間和決策空間加以限制，記為
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