Η υπολογιστική ηλεκτρομαγνητική, η οποία ονομάζεται επίσης ηλεκτρομαγνητική μοντελοποίηση ή υπολογιστική ηλεκτροδυναμική, είναι ένα πεδίο της φυσικής που επιτρέπει στους επιστήμονες να προβλέψουν και να περιγράψουν τη συμπεριφορά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων όταν έρχονται σε επαφή με φυσικά αντικείμενα. Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν υπολογιστική ηλεκτρομαγνητική όταν μελετούν οποιοδήποτε ηλεκτρομαγνητικό κύμα, αν και χρησιμοποιείται πιο συχνά στη μελέτη ραδιοκυμάτων ή μικροκυμάτων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η ηλεκτρομαγνητική θεωρία χρησιμοποιείται συχνά για να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν καλύτερες κεραίες και εξοπλισμό επικοινωνιών. Για να μοντελοποιήσουν αυτές τις πολύπλοκες εξισώσεις, οι επιστήμονες απαιτούν τη χρήση ισχυρών υπολογιστών.
Οι επιστήμονες που εργάζονται στην υπολογιστική ηλεκτροδυναμική βασίζονται σε ένα σύνολο εξισώσεων γνωστών ως εξισώσεις Maxwell. Αυτές οι εξισώσεις χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη συμπεριφορά των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, τα οποία επηρεάζονται τόσο από μεγάλα όσο και από μικρά αντικείμενα. Ορισμένες από τις εξισώσεις του Maxwell είναι κατάλληλες κατά τη μελέτη των επιδράσεων των ατομικών σωματιδίων στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, ενώ άλλες περιγράφουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα πεδία επηρεάζονται από τα μακροσκοπικά αντικείμενα. Και τα δύο αυτά σύνολα εξισώσεων λαμβάνουν υπόψη τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που εκπέμπονται από αυτά τα άλλα αντικείμενα και περιγράφουν τι συμβαίνει όταν αυτά τα διαφορετικά σύνολα ηλεκτρομαγνητικών πεδίων αλληλεπιδρούν.
Οι εξισώσεις που χρησιμοποιούνται στην υπολογιστική ηλεκτρομαγνητική είναι εξαιρετικά πολύπλοκες. Λαμβάνουν υπόψη έναν αριθμό διαφορετικών πεδίων και προβλέπουν τη συμπεριφορά αυτών των πεδίων σε μια δεδομένη περιοχή στο χώρο. Η πολυπλοκότητα των μαθηματικών απαιτεί τη χρήση υπολογιστών που μπορούν να ολοκληρώσουν πολλούς διαφορετικούς υπολογισμούς και να προεκβάλλουν πληροφορίες από αυτούς. Η αλληλεπίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων μπορεί να αναπαρασταθεί μαθηματικά και οπτικά, έτσι ώστε η συμπεριφορά αυτών των πεδίων να είναι εύκολα ορατή και κατανοητή.
Στη μελέτη των ραδιοκυμάτων και των μικροκυμάτων, υπάρχει μια σειρά από πρακτικές εφαρμογές για την υπολογιστική ηλεκτρομαγνητική. Η μεγαλύτερη κατανόηση αυτού του τομέα έχει οδηγήσει σε προόδους στην επικοινωνία και στη δημιουργία κεραιών που είναι ικανές να μεταδίδουν και να λαμβάνουν δεδομένα πιο αξιόπιστα. Ο τομέας της κυψελοειδούς τεχνολογίας, ειδικότερα, έχει ωφεληθεί πολύ από μια πιο εμπεριστατωμένη γνώση αυτού του τομέα καθώς και από την αυξημένη ισχύ του υπολογιστή για τον υπολογισμό των αλληλεπιδράσεων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε μια μεγαλύτερη περιοχή.
Αν και η συμπεριφορά ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου δεν είναι καλά οργανωμένη, για λόγους απλότητας, οι επιστήμονες της υπολογιστικής ηλεκτρομαγνητικής μοντελοποιούν συχνά αυτά τα πεδία συμμετρικά. Για πολλές εφαρμογές, είναι πιο πρακτικό να σκεφτόμαστε αυτά τα πεδία ως γενικότητες που μπορούν να μοντελοποιηθούν ως απλά δισδιάστατα ή τρισδιάστατα αντικείμενα, όπως κύκλοι ή σφαίρες. Είναι δυνατό να γίνουν ακριβέστερα μοντέλα ηλεκτρομαγνητικών πεδίων εάν χρειάζονται για διάφορες εφαρμογές.