Podem-se classificar os modelos para séries temporais em duas classes, segundo o número de parâmetros envolvidos: modelos paramétricos e não paramétricos.

Na classe de modelos paramétricos, a análise é feita no domínio do tempo.

Dentre os modelos não paramétricos, os modelos ARMA, ARIMA e ARFIMA são alguns dos mais frequentemente usados.

Os modelos de erro (ou de regressão), modelos estruturais e modelos não lineares são exemplos de modelos paramétricos.

A vantagem de se descrever a série no domínio de frequências está no fato de se eliminar o problema da correlação serial.