Ab-initio-Modellierung bezeichnet rechnergestützte Methoden, insbesondere auf Basis der Dichtefunktionaltheorie, die Materialeigenschaften ausschließlich aus quantenmechanischen Grundgleichungen ohne empirische Parameter vorhersagen. In der Werkstoffwissenschaft werden so Gitterstrukturen, Defektenergien, Phasendiagramme, Oberflächen- und Grenflächeneigenschaften sowie elektronische, optische und mechanische Kenngrößen bestimmt und in multiskalige Simulationsketten integriert.