Ab-initio Berechnungen basieren auf quantenmechanischen Prinzipien ohne empirische Parameter, meist mittels Dichtefunktionaltheorie. In der Werkstoffwissenschaft liefern sie fundamentale Informationen zu elektronischer Struktur, Bindung, Gitterparametern, Phasenstabilitäten, Defekt- und Oberflächeneigenschaften. Sie dienen zur Vorhersage von Materialkennwerten, zur Parametrisierung mesoskopischer Modelle und zum Verständnis von Reaktions- und Diffusionspfaden.