Programy komputerowe rozwiązujące równania ruchu płynów i termodynamiki oceanów nazywane są modelami oceanów. Obejmują one zarówno modele procesów idealizowanych, jak i modele globalnej cyrkulacji ogólnej, które łączą się z atmosferą i lodem w celu symulacji klimatu.

Modele dzielą ocean na trójwymiarową siatkę i przesuwają się w czasie, obliczając prędkość, temperaturę, zasolenie, a często także wskaźniki biogeochemiczne. Rozdzielczość określa, które cechy można przedstawić w sposób jawny; na przykład wiry wymagają siatki o rozstawie około 10 kilometrów lub mniejszym. Procesy w skali podsiatki, takie jak mieszanie, są parametryzowalne.

Modele oceanów służą do interpretacji obserwacji, testowania hipotez, prognozowania warunków sezonowych i prognozowania reakcji oceanu na wymuszanie gazów cieplarnianych. Są one oceniane na podstawie danych satelitarnych, profili Argo i pomiarów ze statków. Ciągła poprawa rozdzielczości, fizyki i asymilacji danych sprawiła, że ​​modele stały się niezbędnymi narzędziami zarówno w badaniach naukowych, jak i oceanografii operacyjnej.

Globalny model działający w wysokiej rozdzielczości nadal wymaga ogromnych zasobów superkomputerowych i starannej walidacji.