分析阶段与三个模型相关，即功能模型、对象模型和动态模型。在需求获取阶段得到的功能模型是分析阶段的输入，通过分析，建立系统的对象模型和动态模型是分析阶段的输出。其中，对象模型以面向对象的方式定义了系统的内部构成，因而主要以类图的方式进行表达。动态模型表达了围绕用例而展开的对象之间的动态交互过程、某些对象的复杂状态变化以及与软件相关的复杂的业务过程，动态模型可以用交互图（顺序图或者协同图）、状态图或者活动图进行表达。在构造对象模型和动态模型的过程中，可能会对功能模型进行修改。

分析阶段是一个迭代的过程，它涉及以下步骤。

1）类的识别

在采用面向对象方法学进行软件开发时，软件的构成单元是类以及它们的对象，因此，确定正确的类（对象），就是确定软件的构成。在分析阶段，确定类的依据是需求和领域知识。值得指出的是，这些类并非是软件概念上的类，它们是领域类，通过设计阶段的工作后，领域类将与软件类相对应，换言之，通过软件类来实现领域类。

2）对象交互描述

围绕每个用例，各个类的对象之间需要进行交互，才能完成用例描述的流程。对象交互的描述在分析与设计中都具有极其重要的意义。在分析阶段，对象交互的描述规定了每个类具有的责任，并形成了对象之间的协作关系；而在设计阶段对对象交互的描述，确定了每个软件类必须提供的操作（需要处理的消息）。不同的交互方式将最终对系统的可维护性、可扩展性、性能等产生决定性影响。同时，通过交互方式的描述也可以进一步发现前期需求中的不足，以及发现更多的相关的类（对象）。

3）类行为刻画

部分类可能具备复杂的行为，特别是其行为受到状态的影响。在这种情况下，需要描述其可能的状态，以及状态之间的转换条件。通常可以采用状态图来对类的行为进行刻画。当然，那些不具备复杂的状态的类并不需要构造状态图。

4）对象模型构建

在识别类（对象）、描述对象交互行为的基础上，可以形成完整的对象模型。各个类的属性、操作可以通过前述的分析得到。同时，在对象模型中，类之间的关系也将得到表达，包括关联和泛化关系。

5）迭代和检查

以上四个步骤不是一个线性的过程。实际上，类的识别、对象交互描述和行为刻画、对象模型构建构成一个相互影响的迭代序列：识别出来的类的对象将参与交互过程，在描述交互过程中，会引入新的类（对象）。通过多轮迭代后，最终得到的模型必须是正确的、完整的、一致的和现实的。所谓正确的，指的是模型确实代表了实际的需求；模型是完整的，意思是每一个场景包括意外场景都得到了描述；模型的一致性指的是模型中的元素互相不冲突；模型是现实的，意味着模型是可以得到实现的。

分析阶段得到的模型依旧表述在软件需求规格说明文档中，并且主要是对系统模型这一章进行修改和细化。具体来说，对用例模型这一小节，可能会带来修改，同时补充对象模型和动态模型这两小节的内容。