Simularea pe computer și modelarea merg aproape întotdeauna mână în mână, deoarece calculatoarele folosesc diferite tipuri de modele pentru a efectua simulări. Cele mai frecvente două tipuri de modele utilizate în simularea pe computer sunt modelele matematice și modelele tridimensionale. O simulare pe computer poate folosi unul sau ambele tipuri de modele pentru a recrea situații abstracte, ale căror rezultate vor fi parte integrantă a cercetării și dezvoltării. Software-ul de simulare va efectua diferite manipulări ale modelelor computerizate pentru a determina efectele acestor acțiuni. Aplicațiile de simulare și modelare pe computer sunt prezente în aproape toate domeniile științifice majore, inclusiv biologie, chimie și fizică.
Dinamica simulării și modelării pe computer este simplă – dezvoltatorii creează simulări în funcție de nevoile lor și modele de proiectare pentru a fi utilizate în simulări. O simulare este un program de calculator scris pentru a crea anumite situații și condiții, în timp ce un model este un obiect utilizat în cadrul simulării. Cercetătorii se bazează adesea pe simulare și modelare pe computer pentru a studia condițiile care altfel ar fi improbabile – chiar imposibil – de observat fizic. Un fizician, de exemplu, s-ar putea baza pe o simulare pentru a determina efectele unei supernove pe planetele din apropiere. Dezvoltatorii și marketerii, pe de altă parte, ar putea avea nevoie de o simulare pentru a demonstra capabilitățile unui produs care nu este prezent fizic.
Modelele reprezintă adesea obiecte manipulate în simulare; aceste obiecte sunt supuse unor acțiuni diferite, efectele fiind înregistrate pentru revizuire și prezentare. Un cercetător poate, de exemplu, să creeze o simulare pentru a determina efectele eroziunii eoliene asupra unei stânci. El va crea apoi un model computațional pentru o rocă, cu reprezentări matematice ale densității, formei și altor caracteristici ale acesteia. Când simularea este executată, cercetătorul va supune modelul de rocă unui program de vânt conceput pentru a eroda practic piatra.
Pot fi create și modele pentru obiecte statice din simulare – obiecte care nu sunt manipulate de program în niciun fel. Acestea sunt adesea folosite pentru a defini constantele și limitările de mediu. Un individ care rulează o simulare pentru un laser, de exemplu, ar putea crea un model pentru particulele din aer care ar putea fi în calea laserului și ar putea afecta rezultatul final al simulării. În cazurile în care simularea și modelarea pe computer sunt utilizate în principal pentru prezentări vizuale, modelele statice ar putea reprezenta locația în care se mișcă alte modele sau pot servi ca obiecte care nu pot fi mutate.