ในวิทยาการคอมพิวเตอร์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีความสามารถในการคำนวณและทฤษฎีความซับซ้อนของการคำนวณแบบจำลองการคำนวณ คือ แบบจำลองที่อธิบายว่าผลลัพธ์ของฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ถูกคำนวณอย่างไรเมื่อได้รับอินพุต แบบจำลองการคำนวณอธิบายว่าหน่วยการคำนวณ หน่วยความจำ และการสื่อสารถูกจัดระเบียบอย่างไร^{[ 1 ]}ความซับซ้อนของการคำนวณของอัลกอริทึมสามารถวัดได้เมื่อกำหนดแบบจำลองการคำนวณ การใช้แบบจำลองช่วยให้สามารถศึกษาประสิทธิภาพของอัลกอริทึมได้อย่างอิสระจากความแปรผันที่เฉพาะเจาะจงกับการใช้งาน เฉพาะ และเทคโนโลยีเฉพาะ

แบบจำลองการคำนวณสามารถจำแนกได้เป็นสามประเภท ได้แก่ แบบจำลองเชิงลำดับ แบบจำลองเชิงฟังก์ชัน และแบบจำลองเชิงขนาน

แบบจำลองเหล่านี้บางส่วนมีทั้ง แบบ กำหนดได้และ แบบ ไม่กำหนดได้แบบจำลองแบบไม่กำหนดได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาความซับซ้อนในการคำนวณของอัลกอริทึม

แบบจำลองแต่ละแบบมีความแตกต่างกันในด้านความสามารถในการแสดงผล ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันทุกฟังก์ชันที่สามารถคำนวณได้ด้วยเครื่องสถานะจำกัดก็สามารถคำนวณได้ด้วยเครื่องทัวริง เช่นกัน แต่ในทางกลับกันนั้นทำไม่ได้

ในสาขาการวิเคราะห์เวลาการทำงานของอัลกอริทึมเป็นเรื่องปกติที่จะระบุแบบจำลองการคำนวณในแง่ของการดำเนินการพื้นฐานที่อนุญาตซึ่งมีต้นทุนต่อหน่วย หรือเรียกง่ายๆ ว่าการดำเนินการที่มีต้นทุนต่อหน่วยตัวอย่างที่ใช้กันทั่วไปคือเครื่องเข้าถึงแบบสุ่ม (random-access machine ) ซึ่งมีต้นทุนต่อหน่วยสำหรับการอ่านและการเขียนข้อมูลในเซลล์หน่วยความจำทั้งหมด ในแง่นี้ มันแตกต่างจากแบบจำลองเครื่องทัวริงที่กล่าวถึงข้างต้น

• เฟอร์นันเดซ, มาริเบล (2009). แบบจำลองการคำนวณ: บทนำสู่ทฤษฎีความสามารถในการคำนวณ . หัวข้อระดับปริญญาตรีในวิทยาการคอมพิวเตอร์. สปริงเกอร์. ISBN 978-1-84882-433-1.
• Savage, John E. (1998). แบบจำลองของการคำนวณ: สำรวจพลังของการคำนวณ . Addison-Wesley. ISBN 978-0201895391.