英國HadGEM2-ES的核心和其他所有的氣候模型類似，都是描述大氣環流和熱力學的一系列方程組。通過求解其中許多點的值就組成了一個覆蓋地球表面的三維網格。

HadGEM2-ES的網格具有192個和144個分別在東西和南北方向上均勻分佈的格點。每個三維網格單元所覆蓋的表面差不多就是經度為2°×寬緯度為1°的區域，在赤道上它對應的大約是100km×200km的區域。HadGEM2-ES中的大氣被劃分成了彼此不相等的38層，在靠近地面和海面的地方每一層的厚度大約為20公尺，但隨著高度增加厚度會逐漸增大。

　　如同所有的現代全球氣候模型，HadGEM2-ES也包含了大氣模型和海洋模型的相互作用（耦合）。20世紀80年代和90年代初，在最早的哈德利耦合模型中的海洋被稱為"沼澤"，只不過是連接大陸的大型淺水塘而已。隨後它們逐漸演變成了"板塊海洋"--雖然呈剛性，但可以吸收和釋放熱量。與之形成鮮明對比的是HadGEM2-ES中的全球海洋，它具有洋流和渦流。這一海洋被劃分成了40層，深度到5,000米。最頂層的厚度只有10米。這一重要的突破使得模型可以更真實地類比海洋是如何在不同深度吸收並儲存二氧化碳的。

　　在整齊的白色牆壁和辦公桌之間，哈德利中心的科學家正在冥思苦想如何模仿雲、水流、樹木和凍原以及地球上其他無數可以放大或減小全球氣候變暖的東西。然而在這裏，這些複雜的工作被完成的唯一標誌只不過是電腦電腦螢幕上滾動的一行行代碼。

構成HadGEM2-ES的代碼還包括地球系統的其他幾個部分，例如一個封閉的碳迴圈，它在理論上可以解釋地球上可能會對未來幾個世紀氣候造成影響的所有碳。這一模型囊括了詳盡的大氣化學、可隨著氣候生長和死亡的植被以及可獨立回應不斷變化的溫室氣體水準的海洋生物和地球化學系統。

　　在陸地上，植被從灌木到針葉樹被劃分為9類的--這是如何在模型中體現生物圈的一大進步。在氣候模型中加入生物學的首次嘗試把所有的生命處理成了一個從兩極到赤道、均勻覆蓋的"綠層"。做為HadGEM2-ES的前身，HadGEM1也包括了和HadGEM2-ES相同的植被，但它是靜態的。現在，模型中的植被類型可以變化，樹葉會隨著季節性週期而改變。

　　把這麼多元素同時融入一個模型會大大地減緩它的運行速度。類比一個月的氣候需要一個小時的計算時間。"這就是為此付出的代價，"碳迴圈專家、一直致力於研發HadGEM2-ES的克裏斯·鐘斯（Chris Jones）說。HadGEM1的運行速度是新模型的3倍。

　　即便有著精細的解析度，一些在氣候上重要的過程，例如雲，對於HadGEM2-ES而言還是太小無法直接模擬。為了解決這個問題，氣候模擬採用了一種被稱為"參數化"的技術。例如，與試圖在某個網格內模擬雲不同，一系列描述雲的形成和消散以及它們對輻射的吸收和反射的方程被用來描述它們對氣候的影響。然後再對每個網格進行平均。

　　參數化是一種"必要的惡"，因為它會引入誤差。不過，更麻煩的也許是隨機誤差。只要輸入一小點錯誤的資料就可以使得整個系統失控。因此，哈德利中心的科學家發現，如果他們為世界上的乾旱地區所設置的植物太少的話，結果就會造成沒有充足的植被來固定土壤。不久，模型大氣中的塵埃水準就會上漲並失去控制，達到3倍於平均值，這反過來又會影響海洋，導致浮游植物瘋長。不過換個角度看，這其實多少也說明了點問題。