地球系统模型（Earth System Model，ESM）是一种 对真实地理系统的抽象和简化。它根据系统的目的和要求，撇开对象系统中的大量非本质要素，确定少数主导要素，建立一个与真实系统有相同结构但简单明了的概念或数学表达方式。地球系统模型综合了地球各个组成部分（如大气、海洋、陆地、生物圈等）之间的相互作用，并通过数值模拟分析地球系统在不同时间尺度上的动态变化。这种模型为气候变化、环境污染、自然灾害等领域的研究提供了科学依据，并在环境决策、可持续发展规划和全球变化研究等方面发挥着至关重要的作用。
地球系统模型的类型与结构多样，可以包括全球尺度的模型、区域尺度的模型以及城市尺度的模型。这些模型通常集成了多个子系统模式，如大气环流模式、海洋环流模式、陆面过程模式、海冰模式、气溶胶和大气化学模式、植被动力学模式、陆地生物地球化学模式和海洋生物地球化学模式等，通过耦合器实现各圈层间物质和能量的交换。
地球系统模型的发展经历了从20世纪初的简单数学方程描述到现代复杂的数值模拟系统的演变。现代地球系统模型不仅用于天气预报和气候预测，还为探索和理解气候与环境演变规律、研究多圈层相互作用机理以及预测未来地球系统变化提供了重要工具。
总之，地球系统模型是一种强大的科学工具，用于模拟和理解地球系统的复杂性和动态变化，为应对全球环境变化和可持续发展提供了科学支持。