Ein Verständnis über Modelle und das Modellieren wird als Teil des Wissenschaftsverständnisses von Schülerinnen und Schülern betrachtet und Modellkompetenz als Teil der naturwissenschaftlichen Handlungskompetenz. Auf der Basis eines Kompetenzmodells für Modellkompetenz im Biologieunterricht wurden deduktiv Forced Choice-Aufgaben zur Erfassung des Modellverstehens von Schülerinnen und Schülern entwickelt. Modellverstehen wird hierbei als Indikator für Modellkompetenz verstanden. Die Daten deuten bei den meisten Schülerinnen und Schülern auf ein Modellverstehen entsprechend den im Kompetenzmodell beschriebenen Niveaus II hin. Allerdings ließen sich in beiden Studien mit Hilfe der latenten Klassenanalyse plausibel zwei Subgruppen differenzieren, die sich insbesondere hinsichtlich ihrer Antwortkonsistenz unterscheiden. Die Befunde sprechen insgesamt für eine mehrdimensionale Struktur des Konstrukts Modellkompetenz im Biologieunterricht. Schließlich zeigten sich einzelne Modelle, die in den Aufgabenstämmen beschrieben wurden, als signifikant schwierigkeitserzeugend. Aus den Befunden werden Handlungsempfehlungen für die fachdidaktische Forschung sowie für die Förderung von Modellkompetenz im Biologieunterricht abgeleitet.