Ένα κυματικό μοντέλο είναι μια απεικόνιση του πόσο ψηλά είναι τα κύματα, πού κατευθύνονται και πώς διαδίδονται τα μοτίβα διόγκωσης σε όλο τον κόσμο. Ένας τύπος μοντέλου αντιπροσωπεύει το ύψος των κυμάτων και ένας άλλος τύπος δείχνει το χρονισμό μεταξύ κάθε διόγκωσης κύματος. Τα δεδομένα προέρχονται από σημαδούρες των ωκεανών καθώς και από παρατηρήσεις και προγνώσεις καιρού και από δορυφόρους. Τα κύματα των ωκεανών είναι πολύπλοκα και δύσκολο να προβλεφθούν σε όλες τις καταστάσεις, αλλά οι ναυτικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα κυματικό μοντέλο για να πάρουν μια ιδέα των συνθηκών κυμάτων για ορισμένες περιοχές σε συγκεκριμένες στιγμές.
Το χρώμα χρησιμοποιείται συνήθως για να δείξει την κατάσταση του ωκεανού. Οι κόκκινες αποχρώσεις συνήθως υποδεικνύουν περιοχές όπου τα κύματα είναι ψηλά και η θάλασσα είναι ταραγμένη, ενώ οι αποχρώσεις του μπλε και του μοβ δείχνουν σχετικά ήρεμες θάλασσες. Οι ομόκεντροι κύκλοι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να υποδείξουν περιοχές όπου το ύψος κύματος είναι το ίδιο. Οι χάρτες ύψους θάλασσας έχουν επίσης βέλη, που ονομάζονται θαλάσσια διανύσματα, για να λένε σε ποια κατεύθυνση κινούνται τα κύματα ή που αναμένεται να βασίζονται σε μετεωρολογικές προβλέψεις.
Τα βέλη που χρησιμοποιούνται σε ένα κυματικό μοντέλο για την εμφάνιση της περιόδου διόγκωσης είναι γνωστά ως διανύσματα διόγκωσης. Με βάση τη χρονική περίοδο, τέτοιοι χάρτες δείχνουν έναν μέσο μέγιστο χρόνο για φουσκώματα ανάλογα με το πού βρίσκεται ο ναυτικός. Οι διαφορές στις περιόδους διόγκωσης συμβαίνουν καθώς τα κύματα που δημιουργούνται από τον άνεμο απομακρύνονται από τις καταιγίδες και το μοντέλο απεικονίζει πού συγκεντρώνονται τέτοια κύματα, όπως σε μέτωπα διόγκωσης. Αυτό δίνει στους ναυτικούς μια ιδέα για το πόσο θα διαρκέσει η θαλασσοταραχή και στους σέρφερ μια εκτίμηση για το πόσο καιρό τα κύματα θα είναι βέλτιστα για ιππασία.
Ο καιρός είναι ο κύριος παράγοντας για τα κύματα των ωκεανών, αλλά και η φυσική. Ένα κυματικό μοντέλο λαμβάνει επίσης υπόψη πράγματα όπως τη σχέση μεταξύ κινούμενων κυμάτων και του συνολικού σώματος του νερού. Τα αντικείμενα κινούνται από ένα κύμα σε μια γενική κυκλική κίνηση, που ορίζεται μαθηματικά ως μια τροχοειδής καμπύλη κάτω από την κορυφή του κύματος. Η αναλογία ύψους και μήκους κύματος επηρεάζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο τα κύματα ταξιδεύουν και αλληλεπιδρούν.
Δεδομένα από την παρακολούθηση των καταιγίδων εισάγονται και σε κυματικά μοντέλα. Είναι ευκολότερο να προβλέψουμε τα χαρακτηριστικά των κυμάτων για μεγάλης κλίμακας καταιγίδες, αλλά τα περισσότερα μοντέλα υπολογιστών δεν αντιλαμβάνονται το ίδιο καλά τι συμβαίνει με έναν τυφώνα. Τα τροπικά συστήματα είναι μικρότερα και λιγότερο προβλέψιμα, επομένως η πρόβλεψη της κατάστασης της θάλασσας εκ των προτέρων είναι δύσκολο να γίνει ακόμη και με ένα μοντέλο κυμάτων. Τα πρακτορεία πρόβλεψης καιρού παράγουν τέτοια μοντέλα δύο φορές την ημέρα, με ορισμένους μετεωρολόγους να δίνουν πρόβλεψη τριών ημερών, ενώ άλλοι προβλέπουν έως και μια εβδομάδα.