Ένα νοητικό μοντέλο είναι η εσωτερική αναπαράσταση που έχει ένα άτομο για το πώς λειτουργεί κάτι, η οποία βασίζεται σε προηγούμενη εμπειρία και χρησιμοποιείται για να προβλέψει τι θα συμβεί όταν ενεργήσει. Οι χρήστες προσεγγίζουν κάθε διεπαφή με ένα νοητικό μοντέλο που έχει ήδη σχηματιστεί από άλλα προϊόντα και ερμηνεύουν αυτό που βλέπουν μέσα από αυτό. Όταν το μοντέλο ταιριάζει με το σύστημα, η διεπαφή φαίνεται διαισθητική. Όταν δεν ταιριάζει, η ίδια διεπαφή προκαλεί σύγχυση, ανεξάρτητα από το πόσο καλά σχεδιασμένη είναι με βάση οποιοδήποτε εσωτερικό πρότυπο.
Το χάσμα μεταξύ του νοητικού μοντέλου ενός χρήστη και του πραγματικού μοντέλου του συστήματος είναι το σημείο από το οποίο προέρχονται τα περισσότερα προβλήματα χρηστικότητας. Οι οργανισμοί δημιουργούν φυσικά διεπαφές που αντικατοπτρίζουν την εσωτερική τους δομή: το σχήμα της βάσης δεδομένων τους, τα όρια των τμημάτων τους, την ταξινόμηση των προϊόντων τους, τις λειτουργικές τους διαδικασίες. Οι πελάτες δεν έχουν καμία γνώση για τίποτα από αυτά και οργανώνουν τον ίδιο τομέα γύρω από τους δικούς τους στόχους. Ένας ιστότοπος δομημένος ανά επιχειρηματική μονάδα, μια φόρμα οργανωμένη με βάση το ποιο σύστημα καταναλώνει κάθε πεδίο ή μια πλοήγηση με ετικέτες με εσωτερικά ονόματα προϊόντων, όλα αντικατοπτρίζουν το μοντέλο του οργανισμού και όχι του πελάτη, και το καθένα απαιτεί από τον επισκέπτη να μάθει τον οργανισμό πριν μπορέσει να χρησιμοποιήσει τον ιστότοπο.
Η ορολογία είναι το πιο ορατό σύμπτωμα. Κάθε οργανισμός αναπτύσσει εσωτερικό λεξιλόγιο για τις προσφορές του, και αυτό το λεξιλόγιο διαρρέει στις διεπαφές που απευθύνονται στους πελάτες, όπου είναι άνευ νοήματος. Οι πελάτες αναζητούν αυτό που αποκαλούν το πράγμα, όχι αυτό που το αποκαλεί η εταιρεία, και η αναντιστοιχία εμφανίζεται ταυτόχρονα σε ερωτήματα αναζήτησης ιστότοπου που δεν επιστρέφουν τίποτα, στην πλοήγηση στην οποία κανείς δεν κάνει κλικ και στις επαφές υποστήριξης που κάνουν ερωτήσεις στις οποίες ο ιστότοπος ήδη απαντά με ένα όνομα που κανείς δεν αναγνωρίζει.
Τα νοητικά μοντέλα διέπουν επίσης τις προσδοκίες σχετικά με τις συνέπειες, κάτι που έχει μεγαλύτερη σημασία από την ορολογία στις συναλλακτικές ροές. Τι σημαίνει η εξοικονόμηση και δημοσιεύεται οτιδήποτε; Η προσθήκη σε ένα καλάθι αγορών διατηρεί απόθεμα; Η ακύρωση σταματάει την χρέωση αμέσως ή στο τέλος της περιόδου; Είναι μια υποβληθείσα φόρμα οριστική ή επεξεργάσιμη; Όπου η συμπεριφορά του συστήματος διαφέρει από την υποτιθέμενη συμπεριφορά, το αποτέλεσμα δεν είναι σύγχυση αλλά ένα συγκεκριμένο, αποφευκτέο σφάλμα και σφάλματα αυτού του είδους δημιουργούν την πλειονότητα των επαφών υποστήριξης στα περισσότερα προϊόντα αυτοεξυπηρέτησης.
Η αποκάλυψη νοητικών μοντέλων απαιτεί μεθόδους που ζητούν από τους ανθρώπους να εξωτερικεύσουν τη σκέψη τους αντί να αντιδρούν σε ένα σχέδιο. Η ταξινόμηση με κάρτες αποκαλύπτει πώς οι άνθρωποι ομαδοποιούν τις έννοιες. Οι συνεντεύξεις και η έρευνα με βάση τα συμφραζόμενα αποκαλύπτουν το λεξιλόγιο και την υποτιθέμενη ακολουθία βημάτων. Το να ζητείται από τους συμμετέχοντες να προβλέψουν τι θα συμβεί πριν κάνουν κλικ και στη συνέχεια να παρατηρείται η αναντιστοιχία, αποκαλύπτει αποτελεσματικά τα κενά προσδοκιών. Η ανάλυση των όρων αναζήτησης ιστότοπων και τα ερωτήματα υποστήριξης παρέχουν τα ίδια στοιχεία σε κλίμακα και χωρίς αυξητικό κόστος.
Τα νοητικά μοντέλα εξηγούν επίσης γιατί η μερική συνέπεια είναι χειρότερη από την πλήρη συνέπεια ή τη σαφή διαφορά. Όταν δύο μέρη ενός προϊόντος συμπεριφέρονται σχεδόν με τον ίδιο τρόπο αλλά διαφέρουν σε ένα σημείο, οι χρήστες εφαρμόζουν το μοντέλο που δημιούργησαν στην πρώτη περιοχή και εκπλήσσονται από την εξαίρεση, η οποία παράγει σφάλματα πιο αξιόπιστα από μια διεπαφή που είναι προφανώς διαφορετική και επομένως προσεγγίζεται προσεκτικά. Αυτό είναι συνηθισμένο σε οργανισμούς όπου τμήματα ενός ιστότοπου δημιουργήθηκαν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές ή από διαφορετικές ομάδες: η πλοήγηση που λειτουργεί ως επί το πλείστον με τον ίδιο τρόπο, οι φόρμες που επικυρώνονται ως επί το πλείστον με τον ίδιο τρόπο και η ορολογία που είναι ως επί το πλείστον συνεπής δημιουργούν μια ψευδή αίσθηση προβλεψιμότητας. Ο έλεγχος για σχεδόν συνέπεια, και όχι μόνο για προφανή ασυνέπεια, τείνει να εντοπίζει τα ελαττώματα που δημιουργούν τις περισσότερες επαφές υποστήριξης.
Η προκύπτουσα γνώση είναι πιο πολύτιμη όταν διαμορφώνει τη δομή και όχι την επιφάνεια. Οι ετικέτες πλοήγησης, οι ταξινομήσεις κατηγοριών, οι ακολουθίες μορφών και η ορολογία που αποφασίζεται από την έρευνα πελατών και όχι από την εσωτερική σύμβαση είναι από τις πιο διαρκείς βελτιώσεις που μπορεί να κάνει ένας ιστότοπος, επειδή μειώνουν την προσπάθεια σε κάθε επίσκεψη και όχι σε ένα μόνο σημείο λήψης απόφασης. Αυτός είναι συνήθως ο λόγος για τον οποίο έρευνα χρηστών προηγείται της εργασίας στην αρχιτεκτονική πληροφοριών σε ένα το σχεδιασμό του προϊόντος εμπλοκή και γιατί οι επανασχεδιασμοί που παρακάμπτουν το στάδιο της έρευνας τείνουν να αναπαράγουν το μοντέλο του οργανισμού με ένα νέο οπτικό στυλ.