Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan prinsip-prinsip ilmu komputer untuk membantu dalam memecahkan masalah kimia. Ia menggunakan hasil kimia teori, dimasukkan ke dalam program komputer yang efisien, untuk menghitung struktur dan sifat molekul dan padatan. Kebutuhan yang muncul dari fakta yang terkenal bahwa selain dari hasil yang relatif baru tentang ion hidrogen molekuler (lihat referensi di dalamnya untuk lebih jelasnya), kuantum n-masalah tubuh tidak dapat dipecahkan secara analitis, apalagi dalam bentuk tertutup. Sementara hasilnya biasanya melengkapi informasi yang diperoleh percobaan kimia, dapat dalam beberapa kasus memprediksi fenomena yang sampai sekarang kimia tidak teramati. Hal ini banyak digunakan dalam desain obat baru dan bahan.
Contoh sifat tersebut adalah struktur (yaitu posisi yang diharapkan dari atom penyusunnya), absolut dan relatif (interaksi) energi, distribusi muatan listrik, dan momen dipol multipole lebih tinggi, frekuensi getaran, reaktivitas atau jumlah spektroskopi lainnya, dan bagian salib untuk tabrakan dengan partikel lainnya.
Metode yang digunakan mencakup kedua situasi statis dan dinamis. Dalam semua kasus, waktu komputer dan sumber daya lainnya (seperti memori dan ruang disk) meningkat dengan cepat dengan ukuran dari sistem yang dipelajari. Sistem yang dapat menjadi molekul tunggal, sekelompok molekul, atau padat. Metode kimia komputasi berkisar dari yang sangat akurat untuk sangat perkiraan; metode yang sangat akurat biasanya layak hanya untuk sistem kecil. Metode ab initio didasarkan sepenuhnya pada teori dari prinsip-prinsip pertama. Lain-lain (biasanya kurang akurat) metode disebut empiris atau semi-empiris karena mereka menggunakan hasil eksperimen, sering dari model yang dapat diterima dari atom atau molekul terkait, untuk mendekati beberapa elemen dari teori yang mendasarinya.
