水温模型是指描述水体温度场变化规律的数学表达式。

水温模型主要研究水体温度场的变化特徵，预报水体水温或取水水温；套用于环境影响评价、水库水温研究、热污染防治、水体水质分析以及大坝设计、施工、管理等方面。

根据水体类型，水温模型分为水库水温模型、河流水温模型、海洋水温模型等（一般把湖泊水温模型归于水库水温模型一类）：根据考虑空间变数的个数，可分为零维模型、一维模型、二维模型、三维模型。

水温模型的建立是以热力学、流体力学、气象学等为基础的，其核心是热量平衡方程。热在水中通过传导、对流及辐射传递而转移。传导取决于水的分子运动，对流取决于水的流动，辐射依赖于水的吸热特性。

是最複杂、最重要的边界条件之一，包括太阳辐射、大气长波辐射、水面长波辐射、蒸发、传导、降水等；除太阳辐射能进入水体较深处以外，其余都在水面附近发生。水体与岩土之间的热交换在水较深、非封闭的情况下，与水面的热交换相比可忽略不计。水力特性、风、环流等是影响水温变化规律的重要因素。