化学是一门基于实验的学科，至今为止，实验在化学中占据着不可撼动的地位。但是，受限于各种制约，也有实验所不可及的地方，而且有些实验的可靠性也是个问题。那么，有没有一个方法，可以不用做实验，也可以进行研究？答案是：有！其中一个方向就是计算化学(Computational Chemistry)，一门实验之外的化学。

       计算化学是利用数学和物理模型并基于物理原理(经典力学、统计力学、量子力学和相对论等)对化学物质和反应进行计算处理的方法。当今的理论与计算研究绝大多数都是利用各种高性能计算机和数值计算方法，以各种微观原子、分子模型来模拟分子和材料的结构与行为，进而模拟宏观系统和材料体系的各种物理、化学性质。

      目前的计算化学和分子模拟可以处理从孤立小分子、溶液系统、生物大分子到周期性材料，从微观(~Å)到介观(~μm)尺度，能对许多物理和化学现象进行可靠预测，并给出很多实验上尚无法观察和测量的微观细节及物理化学性质。