Simulasi dan pemodelan komputer hampir selalu berjalan beriringan, karena komputer menggunakan berbagai jenis model untuk melakukan simulasi. Dua jenis model yang paling umum digunakan dalam simulasi komputer adalah model matematika dan model tiga dimensi. Sebuah simulasi komputer dapat menggunakan satu atau kedua jenis model untuk menciptakan kembali situasi abstrak, yang hasilnya akan menjadi bagian integral dari penelitian dan pengembangan. Perangkat lunak simulasi akan melakukan manipulasi yang berbeda dari model komputer untuk menentukan efek dari tindakan ini. Aplikasi simulasi dan pemodelan komputer hadir di hampir setiap bidang ilmiah utama, termasuk biologi, kimia, dan fisika.
Dinamika simulasi dan pemodelan komputer sederhana — pengembang membuat simulasi sesuai dengan kebutuhan dan model desain mereka untuk digunakan dalam simulasi. Simulasi adalah program komputer yang ditulis untuk menciptakan situasi dan kondisi tertentu, sedangkan model adalah objek yang digunakan dalam simulasi. Para peneliti sering mengandalkan simulasi dan pemodelan komputer untuk mempelajari kondisi yang mungkin mustahil — bahkan tidak mungkin — untuk diamati secara fisik. Seorang fisikawan, misalnya, mungkin mengandalkan simulasi untuk menentukan efek supernova pada planet terdekat. Pengembang dan pemasar, di sisi lain, mungkin memerlukan simulasi untuk menunjukkan kemampuan produk yang tidak ada secara fisik.
Model sering mewakili objek yang dimanipulasi dalam simulasi; objek-objek ini dikenai tindakan yang berbeda, dengan efek yang direkam untuk ditinjau dan disajikan. Seorang peneliti dapat, misalnya, membuat simulasi untuk menentukan efek erosi angin pada batu. Dia kemudian akan membuat model komputasi untuk sebuah batu, dengan representasi matematis dari kepadatan, bentuk, dan karakteristik lainnya. Saat simulasi dijalankan, peneliti akan mengarahkan model batuan ke program angin yang dirancang untuk mengikis batu secara virtual.
Model juga dapat dibuat untuk objek statis dalam simulasi — objek yang tidak dimanipulasi oleh program dengan cara apa pun. Ini sering digunakan untuk mendefinisikan konstanta dan batasan lingkungan. Seseorang yang menjalankan simulasi untuk laser, misalnya, dapat membuat model untuk partikel di udara yang mungkin berada di jalur laser dan berpotensi memengaruhi hasil akhir simulasi. Dalam kasus di mana simulasi dan pemodelan komputer digunakan terutama untuk presentasi visual, model statis dapat mewakili lokasi di mana model lain bergerak, atau berfungsi sebagai objek yang tidak dapat dipindahkan.