Il modello a mesoscala sviluppato dalla Pennsylvania State University (PSU) e dal NCAR è un modello ad area limitata, non-idrostatico o idrostatico (soltanto nella versione 2), a coordinate sigma e conforme al profilo del terreno, disegnato per simulare o prevedere la circolazione atmosferica a mesoscala e a scala regionale. E' stato sviluppato dalla  PSU e dal NCAR come modello a mesoscala di pubblico dominio ed è continuamente aggiornato attraverso contributi provenienti dagli utenti dislocati presso parecchie università e laboratori governativi.

Il modello a mesoscala di quinta generazione del PSU/NCAR (MM5) è l'ultimo di una serie di modelli a mesoscala sviluppati da Anthes presso la PSU nei primi anni settanta e che furono successivamente documentati dallo stesso Anthes e da Warner (1978). Da allora, esso ha subito molti cambiamenti finalizzati ad ampliarne il suo uso. Tali aggiustamenti includono:

1. capacità multiple-nest

2. dinamiche non-idrostatiche, che offrono la possibilità di usare il modello su scala di pochi chilometri

3. capacità multitasking su macchine a memoria condivisa e distribuita

4. capacità di assimilazione dati quadridimensionale

5. un maggior numero di opzioni fisiche.

Il modello (noto come MM5) è accompagnato da numerosi programmi ausiliari, che presi tutti insieme formano il sistema di modellatura MM5.

Un diagramma schematico (un file pdf, leggibile mediante Adobe Acrobat Reader) è messo a disposizione per facilitare la disamina del sistema completo di modellatura. Il diagramma nasce col compito di mostrare l'ordine dei programmi e il flusso dei dati, e di descrivere brevemente le loro funzioni principali. Sono disponibili on-line le documentazioni riferite agli svariati programmi che compongono il sistema di modellatura.

I dati meteorologici terrestri e isobarici vengono interpolati orizzontalmente (programmi TERRAIN e REGRID) da una maglia latitudo-longitudinale ad un dominio ad alta risoluzione variabile secondo le proiezioni di Mercatore, o conforme di Lambert, oppure secondo la proiezione stereografica polare. Considerato che l'interpolazione non fornisce dettagli a mesoscala, i dati interpolati possono essere incrementati (programma RAWINS o little_r) con osservazioni dalla rete standard delle stazioni di superficie e di radiosondaggio usando o la tecnica successive-scan di Cressman o lo schema multiquadrico. Il programma INTERPF ricava l'interpolazione verticale dai livelli di pressione al sistema di coordinate sigma di MM5. Le superfici sigma prossime al suolo seguono da vicino il terreno, e le superfici sigma dei livelli più alti tendono ad approssimare le superfici isobariche. Poiché la risoluzione verticale ed orizzontale e la grandezza del dominio sono variabili, i programmi del pacchetto di modellatura impiegano dimensioni parametrizzate che richiedono una quantità variabile di memoria centrale. Sono anche usate alcune periferiche di memorizzazione decentrate.

Essendo MM5 un modello regionale, per girare ha necessità di conoscere sia le condizioni iniziali che quelle al contorno laterale. Per produrre condizioni al contorno laterale per una corsa del modello, sono necessari dati di griglia che coprano l'intero periodo di tempo in cui il modello viene integrato.