地球气候系统模式作为理解气候与环境演变机理的重要工具，其发展经历了从简单气候系统到高度复杂多圈层耦合系统的演变过程。本文系统回顾了我国地球气候系统模式的自主创新发展历程，重点阐述了“十二五”国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”（EarthLab）的建设进展与创新突破，包括面向地球科学的高性能计算系统、多圈层耦合建模技术以及高分辨率模拟能力的提升。在应用层面，详细分析了我国地球气候系统模式在农业生产、交通保障、能源规划、生态环境评估等关键行业的实践成效，以及其在气候治理、国家“双碳”目标制定等重大决策中的系统性支撑作用。基于目前模式的发展现状以及不足，提出了构建跨学科协同创新平台等的建议；展望未来，亟须加强人工智能技术与地球气候系统模式的深度融合，从而显著增强我国在全球气候治理和应对气候变化中的科技话语权与决策支撑能力。