模型的测量分析可以从模型的多个方位仔细观察患者的牙牙合情况，进一步了解牙的数目、形态、大小以及牙错位等异常情况。牙弓的形态、大小、牙槽弓、基骨弓三者的关系协调与否，牙合关系是否正常等均能在模型上进行较精确的测量分析。
（一）拥挤度分析
1）牙弓应有的长度测量：直接用游标卡尺或分规测量测量上、下颌第一磨牙前部牙弓内各个牙的牙冠宽度，其总和为牙弓应有长度或必需间隙。
2）牙弓现有的长度测量：即牙弓整体弧形的长度。测量下牙弓时，使用一根直径0.5mm的黄铜丝，一般从下颌第一磨牙近中接触点沿下颌前磨牙颊尖、下尖牙牙尖经过正常排列的下切牙切缘到对侧下颌第一磨牙近中接触点，测量3次后求平均值。
当第二、三磨牙尚未萌出，如需作全牙弓弧形长度测量，计算方法为：第一磨牙远中到对侧第一磨牙远中测量出的可用间隙，加未萌出牙位牙弓的预测增量值，预测增量值每年为3mm（每侧1.5mm），直到女孩14岁、男孩16岁。因此用14或16减患者年龄，结果×3，即可得到患者未萌出牙位的预测增量值。
目前可用间隙是在X线头颅侧位片上测量第一恒磨牙远中面到下颌升支前缘垂直于牙合平面直线间的距离求得。
3）牙弓拥挤程度分析：牙弓应有长度减牙弓现有长度或必需间隙减去可用间隙，所得差值即为牙弓的拥挤度。
（二）替牙期拥挤度的预测
混合牙列期牙弓内一些恒牙还未萌出，预测未来恒牙期的拥挤度。
1）应有牙弓长度预测：
Tanaka-Johnston预测法：用下颌切牙的牙冠总宽度直接预测尖牙与前磨牙牙冠总宽度的方法，其公式如下：
2）预测牙弓现有长度：用直径0.5mm的黄铜丝测量两侧上、下颌第一恒磨牙前的现有牙弓弧形长度，如上下颌磨牙远中关系，希望下颌磨牙向近中移动时（或上颌第一磨牙的远中移动时），此时应分别测量下颌第一磨牙的近中移动量（或上颌第一磨牙的远中移动量），并在现有的下牙弓长度中减去前移量（或现有的上牙弓长度中加上前移量）则为实际的牙弓弧形长度或称可利用间隙，然后再进行间隙分析得出拥挤量。
一般情况下在下颌第一磨牙萌出后，牙弓前段的宽度和长度已与成人接近，颏部正中缝已经产生骨性联合，但是还有一定的生长发育潜力 还有可能扩大上牙弓（比较微小），因此我们在诊断时应以下颌为准，否则可能会导致上下牙弓不协调。
（三）牙合曲线的曲度
将直尺放置在下切牙切端与最后一个下磨牙的牙尖上，分别测量左侧和右侧牙弓牙合面最低点至直尺的距离取两侧平均值再加0.5mm即为整平牙弓（leveling）或改正牙合曲线所需要的间隙。
（四）Bolton指数分析
牙大小的协调性分析错牙合畸形患者中常出现由于上下牙牙冠宽度的大小不协调，不能达到良好的牙合关系。Bolton指数是指下牙弓牙冠近远中宽度总和与上牙弓牙冠近远中宽度总和的百分比值。分为前牙比和全牙比，计算方法是测量上下颌牙的宽度，按下列公式得出：
中国人的正常牙合Bolton指数，前牙比为78.8%±1.72%，全牙比为91.5%±1.51%。
根据以上百分比可以判断上下牙弓近远中宽度是否不协调及其位于牙弓段的部位，如果患者的前牙比值大于正常值，可能是下前牙牙冠宽度过大或上前牙牙冠宽度过小，如系上前牙过宽则可能出现覆牙合、覆盖过大或上前牙拥挤。
Bolton指数也能够协助诊断和分析错牙合形成的机制，并可作为制订治疗计划时的参考因素之一。Bolton分析的不足之处是没有考虑各牙长轴的倾斜度的影响，如双颌前突患者其比率可能正常但错牙合畸形确实存在。
（五） 牙弓形态测量分析
1）牙弓对称性的测量分析：在模型上用铅笔（上颌沿腭中缝，下颌沿唇舌系带）画出中线，用分规测量双侧同名牙至中线间的宽度，观察双侧各同名牙前、后向是否在同一横向平面上，如不在同一平面则表明一侧牙有前后向移动此外，牙弓左右侧对称也可用透明坐标板或对称图进行测量分析。
2）牙弓长度的测量：分别测量牙弓前段长度即切牙近中接触点至尖牙连线的垂直距离；牙弓中段长度即尖牙连线与左右第一磨牙近中接触点连线间的垂直距离；牙弓后段长度即第一磨牙近中面连线至第二磨牙远中面连线间的垂直距离。
3）牙弓宽度的测量：测量牙弓前段宽度（两侧尖牙牙尖间宽度）；牙弓中段宽度（两侧第一前磨牙中央窝间的宽度）；牙弓后段宽度（两侧第一磨牙中央窝间的宽度）
（六）牙槽及基骨的测量分析
1）牙槽弓的长度及宽度：牙槽弓长度可以用特制游标卡尺测量上中切牙唇侧牙槽弓最凸点至两侧第一恒磨牙远中接触点连线之间的垂直距离；牙槽弓的宽度即两侧第一前磨牙牙槽骨最凸点间距离。
2）基骨弓的宽度及长度：用一种特制测量仪器，基骨弓宽度是测量左右第一前磨牙颊侧黏膜移行皱襞处牙槽骨最凹点间的距离；基骨弓长度是测量中切牙（一般用左侧中切牙）唇侧黏膜移行皱襞处牙槽骨之最凹点到第一恒磨牙远中接触点连线之垂直距离。
3）腭穹高度的测量：用特制的腭穹高度测量尺，尺的水平部放置于上颌第一磨牙牙合面，调整有刻度尺的垂直部分使至接触腭穹顶，测量腭穹的高度。也可用米尺放置于上颌第一磨牙牙合面，其边缘正对中央窝，再用分规或游标卡尺测量腭穹顶至米尺边缘之距离。
4）诊断性牙排列试验
对于恒牙列中一些牙列拥挤的边缘病例，确定矫治是否需拔牙有困难时，可通过在模型上进行牙排列试验来协助诊断、矫治设计、预测疗效。其是根据某种拔牙模式（如第一前磨牙拔除）或非拔牙（如扩弓）方案，在模型上模拟牙位置的重新排列以直观地预测牙移动量及方向、测量拔牙间隙剩余量、支抗磨牙控制等各种情况，为诊断分析及设计治疗方案提供依据。
操作步骤
①灌注牙排列试验模型，牙体部分最好用硬石膏测量灌制，以免分割时损坏石膏牙。
②为能较准确记录咬合关系，将上下颌模型以正中关系转移至牙合架，如患者咬合关系不佳，可以用咬合蜡记录牙合关系，并以此上牙合架。
③在模型上用铅笔画出中线的位置，并在患者的面部正中矢状平面核对中线位置，同时画出上、下颌第一磨牙的咬合线。
④在上颌第一磨牙前各个牙的牙冠唇面用铅笔标出左右侧各牙的序号，并在各个牙颈缘上2~3mm处定点，然后将各点连接成一线。
⑤沿各牙颈缘上的连线水平向锯开石膏模型，注意尽量避免损坏牙及基骨并保留部分牙槽骨。
⑥从左右第一磨牙近中垂直锯入，要避免伤及接触点和牙冠近远中宽度。如石膏牙邻面损伤，则用蜡修补。
⑦将锯下的前段牙列每一个牙仔细地分开，注意不伤及牙冠近远中宽度，适当地修整各个牙近、远中根部石膏。
⑧在被锯除牙的模型区域放置少量粘蜡，按中线和下牙弓的牙合关系将锯下的左、右侧中切牙，侧切牙，尖牙排列好，根据剩余间隙的多少决定是采取拔牙还是非拔牙矫治。如需拔第一前磨牙则排好两侧第二前磨牙，再依据余留的间隙量以确定支抗磨牙应向前移动的量，这对支抗设计提供了参考作用。如果另一牙弓排列不整齐也需要调整时，应考虑该牙弓调整后的位置，再酌情将对颌牙排列在正确位置上。
随着计算机技术和信息技术的飞速发展及其在口腔正畸学领域应用的深入，借助计算机辅助诊断系统进行模型分析已经在正畸临床和科研中展现出极其良好的应用前景。近年来，许多新技术相继问世，如数字化牙牙合模型获取技术、CBCT三维重建技术、光固化快速成形技术、层析扫描技术、CAD-CAM个体化矫治技术等。