La première partie de cet article est dédiée à la présentation générale d'une des théories du raisonnement humain aujourd'hui les plus influentes : la Théorie des Modèles Mentaux (Johnson-Laird, 1983). Le champ couvert par cette théorie a été étendu à de nombreux domaines comme la compréhension de textes ou la prise de décision et, plus récemment, à la résolution de problèmes arithmétiques verbaux. Dans la seconde partie de l'article, nous recensons les élements de preuve empirique apportés à l'hypothèse que les adultes comme les enfants construisent des modèles mentaux lorsqu'ils sont engagés dans ce type d'activité. La théorie des modèles mentaux pourrait ainsi nous permettre de mieux comprendre les difficultés rencontrées par certains enfants dans la résolution de problèmes arithmétiques. Dans la dernière partie de l'article, ces implications plus cliniques sont envisagées.