महासागर में द्रव गति और ऊष्मागतिकी के समीकरणों को हल करने वाले कंप्यूटर प्रोग्रामों को महासागरीय मॉडल कहा जाता है। इनमें आदर्श प्रक्रिया मॉडल से लेकर वैश्विक सामान्य परिसंचरण मॉडल तक शामिल हैं, जो जलवायु अनुकरण के लिए वायुमंडल और बर्फ के साथ युग्मित होते हैं।

मॉडल महासागर को त्रि-आयामी ग्रिड में विभाजित करते हैं और समय के साथ आगे बढ़ते हुए वेग, तापमान, लवणता और अक्सर जैव-रासायनिक मापदंडों की गणना करते हैं। विभेदन यह निर्धारित करता है कि किन विशेषताओं को स्पष्ट रूप से दर्शाया जा सकता है; उदाहरण के लिए, भंवरों के लिए लगभग 10 किलोमीटर या उससे भी महीन ग्रिड अंतराल की आवश्यकता होती है। मिश्रण जैसी उप-ग्रिड-स्तरीय प्रक्रियाओं को पैरामीटराइज़ किया जाता है।

महासागरीय मॉडलों का उपयोग प्रेक्षणों की व्याख्या करने, परिकल्पनाओं का परीक्षण करने, मौसमी परिस्थितियों का पूर्वानुमान लगाने और ग्रीनहाउस गैसों के प्रभाव से महासागर की प्रतिक्रिया का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। इनका मूल्यांकन उपग्रह डेटा, आर्गो प्रोफाइल और जहाज द्वारा किए गए मापों के आधार पर किया जाता है। रिज़ॉल्यूशन, भौतिकी और डेटा एकीकरण में निरंतर सुधार ने इन मॉडलों को अनुसंधान और परिचालन समुद्र विज्ञान दोनों में अपरिहार्य उपकरण बना दिया है।

उच्च रिज़ॉल्यूशन पर चलने वाले वैश्विक मॉडल के लिए अभी भी बड़े पैमाने पर सुपरकंप्यूटिंग संसाधनों और सावधानीपूर्वक सत्यापन की आवश्यकता होती है।