A modelagem agrometeorológica permite, antecipadamente, o conhecimento quantitativo da influência das condições climáticas sobre o desenvolvimento e a produção de culturas agrícolas. É consenso que a maior confiabilidade desses modelos pode ser conseguida mediante testes para determinada região e eventuais ajustes (calibração) para o seu uso. O objetivo nesse estudo é de avaliar a eficiência de índices e modelos agrometeorológicos utilizados na estimativa de produtividade para as principais culturas de grãos adotadas em Santa Catarina, sendo o feijão, milho, soja e o trigo. Três índices e quatro modelos agrometeorológicos para estimativa de produtividade foram calculados para diferentes datas de semeadura espaçadas em 15 dias e comparados com dados levantados a campo de 2006 a 2017 nos municípios de Chapecó e Campos Novos. As variáveis necessárias para o cálculo dos índices e dos modelos de estimativa de produtividade foram obtidas por meio do balanço hídrico sequencial. Para a determinação da duração média do ciclo de cada cultura, utilizou-se o método simplificado de graus-dias. Quando avaliado ser necessário, a produtividade foi corrigida, a fim de retirar a tendência tecnológica daquele decorrente da variabilidade climática. A produtividade da soja e do milho nas regiões de Chapecó e Campos Novos estão relativamente mais atrelados às condições meteorológicas do que o feijão e o trigo. Por isso, há maior disponibilidade de índices e modelos para estimar a produtividade das duas primeiras culturas, desde a escala municipal até a mesorregião onde se encontram os municípios de Chapecó e Campos Novos.