La naturaleza interdependiente de los procesos ambientales (transporte, transformación y destino de las sustancias químicas) requieren un acercamiento que describa las interacciones entre los componentes aparentemente distintos del sistema ambiental. Hay que tratar la atmósfera, la hidrósfera, la litósfera y la biósfera como un sistema integrado, no como componentes aislados.
En la propuesta de los modelos multimediales el ambiente es considerado conformado por compartimentos homogéneos (subsistemas, fases) que intercambian materia y energía entre sí, dando lugar a 4 modelos básicos de complejidad creciente, en función de las propiedades consideradas en cada compartimento y sus interfases, el tipo de interacción que regula el intercambio (equilibrio/estado estacionario / estado no estacionario) y si se trata de un sistema abierto o cerrado.