Az óceán folyadékmozgásának és termodinamikájának egyenleteit megoldó számítógépes programokat óceánmodelleknek nevezzük. Ezek az idealizált folyamatmodellektől a globális általános cirkulációs modellekig terjednek, amelyek a légkörrel és a jéggel párosulnak az éghajlati szimulációhoz.

A modellek az óceánt egy háromdimenziós rácsra osztják, és időben előre lépve kiszámítják a sebességet, a hőmérsékletet, a sótartalmat és gyakran a biogeokémiai nyomjelzőket is. A felbontás határozza meg, hogy mely jellemzők ábrázolhatók explicit módon; az örvények például nagyjából 10 kilométeres vagy finomabb rácsosztást igényelnek. A rács alatti szintű folyamatok, mint például a keveredés, paraméterezettek.

Az óceánmodelleket megfigyelések értelmezésére, hipotézisek tesztelésére, szezonális viszonyok előrejelzésére és az óceán üvegházhatású gázokra adott válaszának előrejelzésére használják. Ezeket műholdas adatokkal, Argo-profilokkal és hajók méréseivel összehasonlítva értékelik. A felbontás, a fizika és az adatszimiláció folyamatos fejlesztése nélkülözhetetlen eszközökké tette a modelleket mind a kutatásban, mind az operatív oceanográfiában.

Egy nagy felbontású globális modell futtatása továbbra is jelentős szuperszámítógépes erőforrásokat és gondos validálást igényel.