现代材料研究中，计算材料学已经成为与实验同等重要的研究手段。材料计算与设计对改变传统材料研发模式至关重要，在降低材料研发成本、缩短材料研发周期、揭示极端条件下材料行为等方面具有不可或缺的重要作用。
　　本书基于作者的长期科研与教学实践，以相变/阻变存储材料、二维过渡金属碳化物、异质结等材料体系为实例，详细介绍了第一性原理计算在理解材料行为、预测材料性质和设计新材料等方面所发挥的重要作用。本书共8章，涵盖了计算材料学的基本理论和新材料预测及性质计算的多种方法，包括总能与晶体结构预测、点缺陷研究、材料中的扩散问题、非晶与第一性原理分子动力学、材料中的输运问题、材料中新奇量子性质的计算与调控、范德瓦耳斯异质结与界面光电子性质、新型光电子材料设计等。