Одномерная модель описывает детали вертикальной структуры атмосферы. Двумерная модель учитывает как горизонтальные, так и вертикальные вариации (горизонтальные обычно берутся в направлении север — юг). Трехмерная модель имеет дело с вариациями в трех направлениях (вверх — вниз, север — юг и восток — запад). Модели каждого из этих типов показывают, как система изменяется со временем. Для изучения разных проблем используются различные модели (или их комбинации). Хотя трехмерные модели более подходят для анализа пространственных изменений и атмосферных процессов, они требуют гораздо больше машинного времени и человеческих ресурсов, чем одно- и двумерные. По этой причины в них не учитываются многие физические и химические процессы, которые обычно рассматриваются в одно-и двумерных моделях. При изучении той или иной конкретной климатической проблемы возникает сложный вопрос выбора, решение которого определяется преимуществами и недостатками моделей каждого типа. Выбор зависит от того, сколь подробно требуется рассматривать проблему, какое количество измерений необходимо, какими вычислительными мощностями и машинным временем (а следовательно, и средствами) располагают исследователи. Для анализа многих проблем вполне пригодны одно- и двумерные модели. Для решения очень сложных задач часто используются модели всех трех типов, что позволяет изучить различные аспекты проблемы. С помощью современных, более полных трехмерных моделей можно весьма точно воспроизводить многие основные характеристики земного климата, например сезонные изменения температуры и ветров или суточные вариации поверхностных температур. А модифицировав эти модели подходящим образом, можно даже воспроизвести климатические условия на других планетах — Венере или Марсе.
