Ab-initio-Simulationen basieren auf quantenmechanischer Beschreibung der Elektronen, typischerweise mittels Dichtefunktionaltheorie, ohne empirische Parameter. In der Werkstoffwissenschaft liefern sie fundamentale Informationen zu Bindungszuständen, Phasenstabilität, Defektenergien, Diffusion und elektronischen Eigenschaften. Sie dienen zur Parametrisierung mesoskopischer Modelle, zur Legierungsentwicklung und zur Vorhersage neuer Werkstoffphasen.