需要や容量を一定値と考える決定論的な（deterministic）ものと、それらの統計的な揺らぎを考慮する確率論的な（stochastic）ものがある。高速道路等で発生する渋滞のように待ち行列が相当の距離に延伸する場合、明らかに需要がボトルネックの容量を上回っているため、統計的揺らぎは無視して決定論的な待ち行列理論を用いても特に問題はない。一方、信号交差点における遅れを計算する場合、需要と容量が近い場合における遅れが重要な意味を持つことが多いため、統計的な揺らぎによる影響を明示的に扱う必要がある。