Từ đầu thế kỷ XX cho đến nay lý thuyết cầu phát triển khá mạnh; trong đó có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc phân tích thực chứng hành vi cầu thông qua mô hình kinh tế lượng. Có hai loại mô hình cầu nhập khẩu cơ bản: Mô hình cầu NK dựa trên kinh tế vĩ mô/kinh tế lượng vĩ mô (macroeconomic/ macroeconometric models) và mô hình cầu NK dựa trên lý thuyết kinh tế vi mô và kinh tế lượng (microeconomic/econometric models).

Loại mô hình cầu NK thứ nhất thường sử dụng phương trình cân bằng mậu dịch (trade balance equation) và phương trình cân bằng thanh toán (balance of payment equation) với các biến phụ thuộc là mức cân bằng thặng dư thương mại, mức cân bằng khả năng thanh toán, tỉ lệ xuất/nhập khẩu; các biến giải thích được chọn tuỳ theo mục đích nghiên cứu nhưng thường là tỉ lệ trao đổi thực tế (tỉ giá hối đoái thực tế), tổng thu nhập quốc dân và các biến vĩ mô khác như dự trữ ngoại tệ quốc gia, mức, lãi suất, mức làm phát … ưu điểm của mô hình này là có thể đánh giá ảnh hưởng của các biến vĩ mô và chính sách kinh tế vĩ mô đến hoạt động thương mại quốc tế nhằm cải thiện cán cân thương mại và cân bằng thanh toán mậu dịch của một quốc gia cũng như việc so sánh hoạt động thương mại giữa các quốc gia. Nhược điểm cơ bản của loại mô hình này khi nghiên cứu cầu NK là cho biết rất ít thông tin về các nhân tố xác định nên các dòng hàng hoá thương mại; khả năng dự báo cầu nhập khẩu hàng hoá không cao, [43].

Loại mô hình cầu NK thứ hai dựa vào lý thuyết hàm lợi ích trong kinh tế học vi mô về sản xuất và cầu tiêu dùng nhằm phân tích những ảnh hưởng của giá cả và thu nhập thực tế tới cầu, dự báo lượng cầu và giá của các mặt hàng trong tương lai, hoặc đánh giá ảnh hưởng của chính sách đến các thị trường hàng hóa tiêu dùng. Biến phụ thuộc thường được lấy là lượng hàng hoá nhập khẩu, biến giải thích là giá tương đối của hàng hóa nhập khẩu, thu nhập thực tế của nền kinh tế, và các biến kinh tế khác tuỳ theo mục đích của người nghiên cứu. Leamer tổng kết lại mô hình cầu NK theo tiếp cận kinh tế học vi mô trong nghiên cứu của mình dưới dạng gộp (aggregate import demand model). Một số tác giả nghiên cứu mô hình cầu NK và cung XK khuyến cáo rằng cần thiết phải mở rộng chương trình nghiên cứu xa hơn theo một số hướng: thứ nhất, cần đưa vào xem xét hàng hóa nhập khẩu và xuất khẩu dưới dạng không gộp (disaggregated import demand models) nhằm cố gắng mô tả các biến xác định nên chúng; thứ hai, một môđul dự báo cần được thiết lập dựa trên các mô hình không gộp đó. [43]

“Further research agenda should extend in several dimensions. Firstly, disaggregated imports and exports should be taken into consideration in an initial attempt to figure out their determinants. Secondly, a forecasting module must be established upon these disaggregated models” ;[43]

Ưu điểm cơ bản của mô hình cầu NK dựa trên lý thuyết kinh tế vi mô là có thể đánh giá được dòng hàng hoá nhập khẩu dựa vào các biến giải thích xác định nên hàm cầu NK, từ các độ có giãn theo giá và thu nhập có thể đánh giá thực trạng cầu nhập khẩu hàng hóa của một quốc gia, của một ngành kinh tế, hay của một thị trường hàng hóa; và dựa trên mô hình cầu nhập khẩu không gộp có thể dự báo tương đối chính xác dòng hàng hóa NK cụ thể.

Một trong các hướng nghiên cứu quan trọng là phân tích cầu xuất, nhập khẩu để qua đó đánh giá ảnh hưởng của hạn chế thương mại đến hoạt động kinh tế của một quốc gia. Cách tiếp cận lý thuyết cầu nhập khẩu của Leamer đưa ra chủ yếu dưới dạng cầu nhập khẩu gộp cho một nhóm hàng hoá nhất định. Có nhiều nghiên cứu thực nghiệm đi theo hướng này với giả thiết cơ bản cho rằng người tiêu dùng phân phối thu nhập thực tế của mình cho hàng hóa nhập khẩu và hàng hóa thay thế không hoàn hảo được sản xuất trong nước sao cho cực đại hóa lợi ích của mình. Ví dụ, nghiên cứu cầu nhập khẩu gộp của Goldstein và Khan, đã đề xuất một cách tổng quát rằng độ co giãn của cầu nhập khẩu gộp hàng hóa nhập khẩu của một nước theo giá thường rơi trong khoảng (-1;-0,5) và theo thu nhập trong khoảng (1;2). Dilip Dutta nghiên cứu hàm cầu nhập khẩu gộp của Ấn độ cho thời kỳ 1971-1995, cho thấy giá nhập khẩu gộp, GDP thực tế và chính sách tự do hóa thương mại là các nhân tố cơ bản xác định hàm cầu nhập khẩu gộp của Ấn độ; và lượng nhập khẩu gộp của Ấn độ là không co giãn theo giá (=-0,47); độ co giãn của cầu nhập khẩu theo thu nhập lớn hơn 1 (=1,48) phù hợp với đề xuất của Goldstein và Khan; Tuy nhiên chính sách tự do hóa thương mại của Ấn độ có ảnh hưởng tới cầu nhập khẩu với mức ý nghĩa còn cao (= 0,14), [37].

Leamer cũng gợi ý tuỳ mục đích nghiên cứu mà có thể mở rộng cầu nhập khẩu hàng hóa dưới dạng gộp hẹp dần hoặc không gộp của từng nhóm hàng hóa nhập khẩu; và hàng hóa nhập khẩu là cạnh tranh với ngành công nghiệp sản xuất trong nước thì cần thiết phải đưa biến cung trong nước hoặc đầu tư của ngành công nghiệp cạnh tranh trong nước vào mô hình cầu nhập khẩu mặc dù hiện nay chưa có nhiều cố gắng đi theo hướng này. Nghiên cứu của Aysen Tanyeri-Abur và Parr Rosson, 1998, về cầu nhập khẩu sữa tươi và pho mát của Mexicô dưới dạng không gộp và dự báo lượng cầu nhập khẩu của chúng cho các năm 1996-2000, với các độ co giãn theo giá và thu nhập của chúng tương ứng là (-1,2; 1,66) và (-0,85; 1,53), [31] và phụ lục PL-2.3, PL-2.4. Tuy kết quả kiểm định tương đối tốt nhưng tác giả vẫn chưa đưa biến cung trong nước vào mô hình, vì sữa tươi và pho mát là hai hàng hóa mà giữa hàng nhập khẩu và hàng sản xuất trong nước là thay thế hoàn hảo.

Trong nước, khi nghiên cứu về quản lý Nhà nước về cầu nhập khẩu Phương Nam xác định hàm cầu nhập khẩu của Việt Nam dưới dạng gộp, trong mô hình có đưa thêm vào các biến giải thích là sự sẵn có ngoại tệ và tỉ giá hối đoái, [29]. Chất lượng lượng hóa của mô hình cầu nhập khẩu gộp này vẫn còn có vấn đề chưa tốt, không phản ánh đúng các qui luật kinh tế. Phòng thương mại của công ty Phương Nam nghiên cứu khi đo mức độ ảnh hưởng của tự do hóa thương mại đến nền kinh tế Việt Nam cũng đã lượng hóa xác định hàm cầu nhập khẩu 9 mặt hàng là chất dẻo nguyên liệu, dầu mỡ động thực vật, giấy các loại, hóa chất các loại, ôtô, sợi, thép, thuốc trừ sâu và nguyên liệu, phụ liệu thuốc lá trong ngắn hạn, từ quí I/1998 đến quí II/2004; kết quả kiểm định các mô hình này là khá tốt và tương đối phù hợp với đề xuất của Goldstein và Khan, trừ chất dẻo có độ co giãn theo giá là hơi thấp (=-0,28), [18] và phụ lục PL-2.5, PL-2.6. Trong nghiên cứu này tác giả cũng chưa đưa biến cung trong nước vào mô hình khi có một số hàng hóa nhập khẩu là thay thế hoàn hảo với hàng hóa sản xuất trong nước như: chất dẻo nguyên liệu, dầu mỡ động thực vật, giấy các loại, hóa chất các loại, sợi, thép. đối với cầu nhập khẩu urê, đạm urê là loại hàng hóa dùng làm đầu vào cho sản xuất nông nghiệp nên đây là một dạng cầu dẫn xuất hay là cầu nhân tố. Việc xác định hàm cầu nhập khẩu một nhân tố sản xuất cần phải xuất phát từ giả thiết người sản xuất cực tiểu hoá chi phí các đầu vào sao cho đáp ứng được mức sản lượng đầu ra cho trước với một trình độ công nghệ sản xuất nhất định.