Mô hình hóa ngày càng được ứng dụng nhiều ở trên thế giới và Việt Nam bởi các tính năng ưu việt của nó như có thể thí nghiệm trong một khoảng thời gian rất ngắn, giảm yêu cầu phân tích, mô hình dễ trình bày và biểu diễn. Xu thế phát triển mô hình hóa môi trường ngày càng được nhân rộng, đặc biệt là theo quy mô không gian như các diễn biến trong chu trình thủy văn là một trong các yếu tố quan trọng của các quan hệ môi trường – sinh thái. Sự biến đổi khí hậu diễn ra liên tục từ mức toàn cầu đến mức vi khí hậu trong một khoản thời gian nhỏ đều có những quan hệ tương tác. Ảnh hưởng này được một số nhà thủy văn môi trường mô phỏng từ nhiều cấp quy mô không gian.
Ngày nay có đã có rất nhiều mô hình ra đời và phát triển phục vụ cho công tác quản lý môi trường như:
- Mô hình biến đổi khí hậu, trong đó bộ mô hình khí hậu toàn cầu (Gilbal Cimate Models) là mô hình máy tính chuyên dự báo khí hậu toàn cầu, tìm hiểu khí hậu và phản ánh sự thay đổi khí hậu.
- Mô hình quản lý lưu vực (Watershed Management Model – WMM). Mô hình phát triển chủ yếu để tính toán khả năng dung nạp các chất ô nhiễm theo năm hoặc mùa theo dòng chảy tràn xuống lưu vực.
- Bộ mô hình thủy lực – thủy văn MIKE: Mô hình MIKE thực hiện tốt việc mô phỏng các bài toán liên quan đến thủy văn môi trường như nghiên cứu xâm nhập mặn; nghiên cứu diễn biến chất lượng nước trên hệ thống sông kênh; Nghiên cứu xới lở và bồi lắng dòng sông; nghiên cứu quan hệ mưa - dòng chảy một lưu vực.
- Mô hình ô nhiễm nước: mô hình QUAL2K ( hay Q2K ) là mô hình chất lượng nước sông được phát triển từ mô hình Q2E.
- Mô hình xói mòn do nước: Có rất nhiều các mô hình các mô hình xói mòn đất được xây dựng theo các phạm vi và tỷ lệ khác nhau như mô hình GUEST, WEPP, AGNPS…
- Mô hình lan truyền thấm sâu chất hóa học LEACHM: mô phỏng trạng thái của nước và mô phỏng quá trình vận chuyển của chất lỏng trong đất không bão hòa hoặc bão hòa 1 phần tới độ sâu 2m.
- Mô hình ô nhiễm không khí: Mô hình Gauss tính toán lan truyền chất ô nhiễm không khí, mô hình Berliand tính toán lan truyền chất ô nhiễm trong khí quyển.