Biển Đông Việt Nam có vai trò quan trọng trong khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương. Dự báo sự thay đổi của nhiệt độ bề mặt biển (SST) đang là một chủ đề nghiên cứu quan trọng trong khoa học biển. Tuy nhiên đây là một vấn đề rất khó khăn do thiếu số liệu dự báo hạn dài. Gần đây với sự phát triển mạnh của công nghệ mô hình số mà nó đã trở thành phương tiện quan trọng giúp cho chúng ta hiểu biết về sự thay đổi của khí hậu tương lai. Bài báo này tập trung nghiên cứu sự biến đổi của nhiệt độ bề mặt biển trên Biển Đông Việt Nam trong lịch sử suốt thế kỷ 20 và dự báo sự thay đổi dưới 3 kịch bản phát thải trong thế kỷ 21 trên cơ sở tổ hợp của 20 các mô hình toàn cầu (GCM) từ pha 5 của dự án đối chứng mô hình kết hợp (CMIP5) và cùng với tập hợp số liệu quan trắc. So sánh với số liệu quan trắc, thì hầu hết các mô hình toàn cầu GCMs đều có thể mô phỏng tốt các đặc trưng biến đổi theo không gian và sự thay đổi theo mùa của SST trên khu vực biển Đông trong lịch sử. Kết quả tổ hợp nhiều mô hình của CMIP5 cho thấy các mô hình đã nắm bắt tốt được xu thế nóng lên của SST trên hầu khắp Biển Đông với giá trị lớn hơn ở khu vực giữa và nam biển Đông trong thế kỷ 20. Tuy nhiên độ lớn của xu thế tăng SST trung bình hằng năm từ các mô hình thì thấp hơn so với quan trắc. Ngoài ra cũng có sự thống nhất giữa CMIP5 và số liệu quan trắc theo không gian và theo mùa của xu thế SST trên các khu vực Biển Đông. Dự tính SST tương lai chỉ ra rằng các kịch bản phát thải nồng độ khí nhà kính đặc trưng (RCP) 4,5 và 8,5 thể hiện một sự tăng dần của SST trung bình hằng năm trong suốt thế kỷ 21 với tốc độ là khoảng 0,1° và 0,3 °C/10 năm tương ứng với 2 kịch bản phát thải. Đối với kịch bản giảm thiểu phát thải thấp nhất, RCP 2,6 thì kết quả cho thấy tốc độ tăng nhiệt độ thấp nhất. Vào thế kỷ 21, SST trung bình năm ở khu vực được dự báo tăng khoảng 0,5-2,0 °C trong 3 kịch bản phát thải nồng độ khí nhà kính đặc trưng (RCP) 8,5, 4,5 và 2,6.