Los programas informáticos que resuelven las ecuaciones de movimiento de fluidos y termodinámica oceánica se conocen como modelos oceánicos. Estos abarcan desde modelos de procesos idealizados hasta modelos de circulación general global que se acoplan con la atmósfera y el hielo para la simulación climática.

Los modelos dividen el océano en una cuadrícula tridimensional y avanzan en el tiempo, calculando la velocidad, la temperatura, la salinidad y, a menudo, trazadores biogeoquímicos. La resolución determina qué características pueden representarse explícitamente; los remolinos, por ejemplo, requieren una resolución espacial de aproximadamente 10 kilómetros o menor. Los procesos a subescala, como la mezcla, se parametrizan.

Los modelos oceánicos se utilizan para interpretar observaciones, poner a prueba hipótesis, pronosticar las condiciones estacionales y proyectar la respuesta del océano al forzamiento de los gases de efecto invernadero. Se evalúan comparándolos con datos satelitales, perfiles Argo y mediciones de buques. La mejora continua en la resolución, la física y la asimilación de datos ha convertido a los modelos en herramientas indispensables tanto para la investigación como para la oceanografía operativa.

Un modelo global ejecutado a alta resolución aún requiere importantes recursos de supercomputación y una validación cuidadosa.