Beräkningsbarhetsteori och beräkningskomplexitetsteori tolkar beräkningsmodellen inte bara som en definition av uppsättningen tillåtna operationer som används för beräkning, utan också de relativa kostnaderna för deras tillämpning . Det är möjligt att karakterisera de erforderliga beräkningsresurserna - exekveringstid, minnesmängd, samt begränsningar för algoritmer eller en dator - endast om en viss beräkningsmodell väljs.
I Model-Based Engineering ger beräkningsmodellen och dess val ett svar på frågan om hur systemet som helhet beter sig om beteendet hos dess enskilda delar är känt.
I fallet med en asymptotisk uppskattning av beräkningskomplexitet, definieras beräkningsmodellen i termer av tillåtna primitiva operationer med en känd kostnad.
Ett antal beräkningsmodeller är kända, beroende på uppsättningen av tillämpade operationer och deras beräkningskomplexitet. De delas in i följande breda kategorier: abstrakta maskiner (abstrakta miniräknare), som används för att bevisa beräkningsbarhet och få en övre gräns för beräkningskomplexiteten hos en algoritm, och beslutsmodeller , som används för att erhålla en nedre gräns för beräkningskomplexitet för algoritmiska problem.