Computerprogramma's die de vergelijkingen van vloeistofbeweging en thermodynamica voor de oceaan oplossen, worden oceaanmodellen genoemd. Deze variëren van geïdealiseerde procesmodellen tot wereldwijde algemene circulatiemodellen die gekoppeld zijn aan de atmosfeer en het ijs voor klimaatsimulaties.

Modellen verdelen de oceaan in een driedimensionaal raster en berekenen stapsgewijs de snelheid, temperatuur, saliniteit en vaak ook biogeochemische tracers. De resolutie bepaalt welke kenmerken expliciet kunnen worden weergegeven; wervels vereisen bijvoorbeeld een rasterafstand van ongeveer 10 kilometer of fijner. Processen op subrasterniveau, zoals menging, worden geparametriseerd.

Oceaanmodellen worden gebruikt om waarnemingen te interpreteren, hypothesen te testen, seizoensgebonden omstandigheden te voorspellen en de reactie van de oceaan op broeikasgassen te projecteren. Ze worden geëvalueerd aan de hand van satellietgegevens, Argo-profielen en metingen van schepen. Continue verbetering van de resolutie, de natuurkunde en de data-assimilatie hebben modellen tot onmisbare instrumenten gemaakt in zowel onderzoek als operationele oceanografie.

Een wereldwijd model dat op hoge resolutie draait, vereist nog steeds aanzienlijke supercomputerbronnen en zorgvuldige validatie.