量子化学（quantum chemistry）是理论化学的一个分支学科，主要应用量子力学的原理和方法研究化学问题，是一门基础科学。从头算量子化学方法是基于量子化学的计算化学方法，通过求解电子薛定谔方程，获取如电子密度、能量和热力学量等有用信息的重要计算方法，用以处理给定原子核位置和电子数的情况。该方法旨在计算多电子函数，即非相对论和在波恩-奥本海默近似下解出的电子薛定谔方程的解。多电子函数通常由多个简单电子函数的线性组合获得，其中主要函数为Hartree-Fock函数。在单电子近似条件下，仅使用一个电子函数来近似上述多个简单函数，然后将单电子函数展开为有限基函数集的线性组合。量子化学研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系、分子与分子之间的相互作用、分子间相互碰撞和相互反应等问题。