La teoría de la computabilidad y la teoría de la complejidad computacional interpretan el modelo de computación no solo como una definición del conjunto de operaciones permitidas utilizadas para la computación, sino también los costos relativos de su aplicación. Es posible caracterizar los recursos informáticos necesarios (tiempo de ejecución, cantidad de memoria, así como las limitaciones de los algoritmos o una computadora) solo si se elige un determinado modelo de cálculo.
En Ingeniería Basada en Modelos , el modelo de cálculo y su elección proporcionan una respuesta a la pregunta de cómo se comporta el sistema como un todo si se conoce el comportamiento de sus partes individuales.
En el caso de una estimación asintótica de la complejidad computacional, el modelo computacional se define en términos de operaciones primitivas admisibles con un costo conocido.
Se conocen varios modelos computacionales, dependiendo del conjunto de operaciones aplicadas y su complejidad computacional. Se dividen en las siguientes categorías amplias: máquinas abstractas (calculadoras abstractas), que se utilizan para probar la computabilidad y obtener un límite superior de la complejidad computacional de un algoritmo, y modelos de decisión , que se utilizan para obtener un límite inferior de la complejidad computacional de problemas algorítmicos.