L'étude de l'hématopoïèse normale et pathologique, de par la complexité du sujet, requiert une approche multi-disciplinaire. L'utilisation de modèles mathématiques, lorsqu'il s'agit de comprendre la dynamique de populations de cellules, le développement de cancers ou l'effet d'un traitement, est particulièrement appropriée. Les modèles mathématiques, calibrés à partir d'observations expérimentales, peuvent être des outils d'aide à la décision en clinique, permettant par exemple de prédire l'effet d'un traitement ou d'en optimiser le dosage. Dans cette revue, nous commencerons par présenter différents modèles et formalismes mathématiques qui se sont développés au cours des décennies pour modéliser l'hématopoïèse, et qui sont encore pour certains à la base des travaux les plus récents. Nous aborderons ensuite les enjeux méthodologiques liés à l'inférence mathématique, permettant de s'assurer de la validité et robustesse des résultats. Enfin, nous terminerons par illustrer l'utilisation de modèles mathématiques dans trois champs d'application : l'initiation et le développement des hémopathies malignes, la dérégulation de leur hématopoïèse et leurs traitements.