Ab-initio-Modellierung beschreibt quantenmechanische Berechnungen materialphysikalischer Eigenschaften ohne empirische Parameter, meist auf Basis der Dichtefunktionaltheorie. Sie ermöglicht Vorhersagen von Bindungsenergie, Gitterparametern, Defekt- und Oberflächenenergien, Phasendiagrammen und elektronischen Strukturen. In der Werkstoffkunde dient sie zur Entwicklung neuer Legierungen, Funktionsmaterialien und zur Parametrisierung mesoskopischer Modelle und interatomarer Potentiale.