در این پژوهش برای اولین بار به مدل سازی رفتار مصرف بنزین در ایران با استفاده از مدل تعیین حافظه بلندمدت الگوی اتورگرسیو میانگین متحرک انباشته کسری و مدل غیرخطی تغییر رژیم مارکوف-سوئچینگ پرداخته می شود. در ابتدا با استفاده از داده های دوره زمانی 1396-1306 به بررسی ویژگی حافظه بلندمدت مدل ARFIMA پرداخته شده است. نتایج نشانگر آن است که سری زمانی مورد بررسی دارای حافظه بلندمدت است لذا پس از انجام این مرحله و تعیین وقفه خودتوضیح (AR) و میانگین متحرک (MA)، تقاضای بنزین برای اقتصاد ایران به کمک مدل (1, 0. 28, 2) ARFIMA برآورد شد. همچنین در ادامه برای مدل سازی مصرف بنزین در ایران با مدل مارکوف-سوئچینگ، از میان مدل های مختلف، مدل MSH براساس داشتن کمترین مقدار آکائیک با 3 رژیم و 2 وقفه انتخاب و برآورد شد. در نهایت نتایج الگوهای اتورگرسیو میانگین متحرک انباشته کسری و مدل مارکوف-سوئچینگ بر اساس معیارهای مختلف حاکی از بهتر بودن نتایج مارکوف-سوئچینگ در مقایسه با مدل ARFIMA جهت مدل سازی مصرف بنزین در ایران است. لذا یافته های مقاله نشان می دهد عدم توجه به رژیم های مختلف، از آثار سیاست گذاری های مؤثر بر الگوی مصرف بنزین خواهد کاست.