密度泛函理论( 密度 泛函 theory ，缩写DFT)是一种研究多 电子 体系电子结构的 量子力学 方法。通过描述电子的密度，计算电子在整个分子中的整体分布，进而计算获得物质的许多不同性质。
密度泛函理论已经成为 化学 、生物和 材料科学 等领域中强有力的研究工具。它的实现是通过科学家提出的多种近似方法来逼近精确的泛函。利用更多更细致的描述函数，学习更多的体系，是提高密度泛函精确性的重要途径。 它和 蒙特卡洛 分子模拟方法(MC 方法)是现实地反映多孔材料的孔中 流体 热力学 性质的 分子动力学 方法。它们不仅提供了 吸附 的 微观 模型， 而且比传统的热力学方法(包括 BJH，DH，HK，SF)更准确地反映孔径分布。
简介
电子 结构理论的经典方法，特别是Hartree-Fock方法和后Hartree-Fock方法，是基于复杂的多电子 波函数 的。密度泛函理论的主要目标就是用电子密度取代波函数做为研究的
基本量。因为多电子波函数有 3N 个变量（N 为电子数，每个电子包含三个空间变量），而电子密度仅是三个变量的函数，无论在概念上还是实际上都更方便处理。
虽然密度泛函理论的概念起源于Thomas-Fermi模型，但直到Hohenberg-Kohn 定理 提出之后才有了坚实的理论依据。Hohenberg-Kohn第一定理指出体系的 基态 能量仅仅是 电子 密度的 泛函 。
Hohenberg-Kohn第二定理证明了以基态密度为变量，将体系能量最小化之后就得到了基态能量。
最初的HK理论只适用于没有 磁场 存在的基态，虽然现在已经被推广了。最初的Hohenberg-Kohn 定理 仅仅指出了一一对应关系的存在，但是没有提供任何这种精确的对应关系。正是在这些精确的对应关系中存在着近似（这个理论可以被推广到时间相关领域，从而用来 计算 激发态 的性质）。
实现途径
密度泛函理论最普遍的应用是通过Kohn-Sham方法实现的。在Kohn-Sham DFT的框架中，最难处理的 多体问题 （由于处在一个外部 静电 势中的 电子 相互作用而产生的）被简化成了一个没有相互作用的电子在有效势场中运动的问题。这个有效势场包括了外部势场以及电子间库仑相互作用的影响，例如，交换和相关作用。处理交换相关作用是KS DFT中的难点。目前并没有精确求解交换相关能 EXC 的方法。最简单的近似求解方法为 局域密度 近似(LDA近似)。LDA近似使用均匀电子气来计算体系的交换能（均匀电子气的交换能是可以精确求解的）。而相关能部分则采用对自由电子气进行拟合的方法来处理。
应用
自1970年以来，密度泛函理论在 固体物理学 的计算中得到广泛的应用。在多数情况下，与其他解决 量子力学 多体问题 的方法相比，采用局域密度近似的密度泛函理论给出了非常令人满意的结果，同时固态计算相比实验的费用要少。尽管如此，人们普遍认为 量子化学 计算不能给出足够精确的结果，直到二十世纪九十年代，理论中所采用的近似被重新提炼成更好的交换相关作用模型。密度泛函理论是目前多种领域中电子结构计算的领先方法。尽管密度泛函理论得到了改进，但是用它来恰当的描述分子间相互作用，特别是 范德·瓦耳斯 力，或者计算半导体的 能隙 还是有一定困难的。
对于范德瓦尔斯力（又译 分子间作用力 ），可以采用半经验的色散矫正方法（DFT-D）实现，也可以通过近来新开发的一些非局域混合交换关联 泛函 （Hybrid exchange-correlation functional）来近似实现（vdW-DF）。而对于半导体体能隙，则一般采用考虑了多体作用（Many-body）的GW方法进行计算。其中G表示格林 方程 （Green 函数 ），而W表示屏蔽参数。下图是使用不同方法计算 金刚石 结构的 单质 半导体硅的禁带宽度（Band Gap），可以看到，对比实验结果，GW方法提供了非常好的近似。在凝聚态领域，根据基矢和近似方法的不同，现在比较常用的方法都有：FP-LCAO（Full Potential-Linear 组合 of Atomic Oribtals，全势-线型 原子轨道 组合方法），FP-LMTO（Full Potential-Linear Muffin- 锡 Orbitals，全势-线性Muffin-tin轨道方法），FP-LAPW（Full Potential-Linearized Augmented Plane-wave，全势-线性化缀加 平面波 方法），Pseudopotential Plane-wave（ PP- PW， 赝势 平面波方法）。同时，比较流行的软件有如下几种（排名不分先后，欢迎随时补充）：
Nanoscale
VASP（PP-PW， 商业软件 ）
CASTEP（PP-PW，商业软件）
Abinit （PP-PW，开源软件）
Crystal （FP-LCAO，商业软件）
Quantum-ESPRESSO（PP-PW，原PWscf，开源软件）
Wien2k （FP-LAPW，商业软件）
Siesta （Order-N方法，又称Siesta方法，基于LCAO，开源软件）
ELK （FP-LAPW，开源软件）
Exciting （PF-LAPW，开源软件）
Fleur （FP-LAPW，开源软件）
章鱼 （TDDFT，用于光学性质计算，开源软件）
ATK （Siesta方法， 商业软件 ）
USPEX（ 晶体结构 预测，开源软件）
Calypso（预测晶体结构，开源软件）