Počítačové programy, které řeší rovnice pohybu tekutin a termodynamiky oceánu, se nazývají modely oceánů. Patří mezi ně idealizované modely procesů až po modely globální cirkulace, které se pro simulaci klimatu spojují s atmosférou a ledem.

Modely rozdělují oceán do trojrozměrné mřížky a posouvají se v čase vpřed, přičemž vypočítávají rychlost, teplotu, slanost a často i biogeochemické stopovače. Rozlišení určuje, které prvky lze explicitně reprezentovat; například víry vyžadují rozteč mřížky zhruba 10 kilometrů nebo jemnější. Procesy v rozsahu submřížky, jako je míchání, jsou parametrizovány.

Oceánské modely se používají k interpretaci pozorování, testování hypotéz, předpovídání sezónních podmínek a projekci reakce oceánu na působení skleníkových plynů. Jsou vyhodnocovány na základě satelitních dat, profilů Argo a měření z lodí. Neustálé zlepšování rozlišení, fyziky a asimilace dat učinilo z modelů nepostradatelné nástroje jak ve výzkumu, tak v operační oceánografii.

Globální model běžící s vysokým rozlišením stále vyžaduje rozsáhlé superpočítačové zdroje a pečlivé validaci.