CESM是由美国国家大气中心于2010年发布的新一代地球系统模式，是目前最先进、使用最广泛的地球系统模式之一。CESM利用耦合器协同大气、海洋、陆面、海冰等分量模式进行气候模拟。它由大气（简称ATM）、海洋（简称OCN）、陆面（简称LND）、海冰（简称ICE）和陆冰（简称GLC）5个分量模式以及控制各分量交互的耦合器（简称CPL）组成，每个分量模式由动力模式和数据版模式等多种选择，可以进行多种组合满足不同的研究目的，并且各分量模式及耦合器均为并行模型，它们同时支持分布式内存和共享内存两种并行机制，可以非常灵活的使用各种计算资源。