Die Dichtefunktionaltheorie ist ein quantenmechanisches Berechnungsverfahren, das die Elektronenstruktur über die Elektronendichte statt der Vielteilchenwellenfunktion beschreibt. Mit Austausch‑Korrelation-Funktionalen werden Grundzustandsenergie, Bandstrukturen, Bindungen und Defektenergien berechnet. In der Werkstoffwissenschaft dient DFT zur Vorhersage von Phasenstabilitäten, Diffusionsbarrieren, Oberflächen- und Grenflächenenergien sowie elektrochemischen und mechanischen Eigenschaften.