Modele rozumujące (ang. reasoning models) zanim podadzą odpowiedź, generują wewnętrzny tok rozumowania: rozbijają problem na części, sprawdzają pomysły, poprawiają błędy.
Dzięki temu lepiej radzą sobie z zadaniami wieloetapowymi, ale zużywają więcej czasu i mocy obliczeniowej. W aplikacjach często występują jako tryb „myślenia” lub „rozszerzonego rozumowania”.