Ab-initio Methoden basieren auf der quantenmechanischen Beschreibung von Elektronen und Kernen ohne empirische Parameter, typischerweise mittels Dichtefunktionaltheorie. In den Materialwissenschaften ermöglichen sie die Vorhersage von Struktur, Stabilität, elektronischen, magnetischen und mechanischen Eigenschaften sowie Reaktionspfaden. Sie sind zentral für rationales Materialdesign, Datenbanken hochdurchsatzberechneter Eigenschaften und die Parametrisierung mesoskopischer Modelle.