密度泛函理论(Density functional theory ，缩写DFT)是一种研究多电子体系电子结构的方法。密度泛函理论在物理和化学上都有广泛的应用，特别是用来研究分子和
凝聚态的性质，是
凝聚态物理
计算材料学和
计算化学领域最常用的方法之一。
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）。
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，交换相关作用。处理交换相关作用是KS DFT中的难点。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。
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，特别是范德瓦尔斯力，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
范德华力），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 Function），而W表示屏蔽参数。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，比较常用的方法都有：FP-
LCAO（Full Potential-Linear Combination of Atomic Oribtals，全势-线型
原子轨道组合方法），FP-LMTO（Full Potential-Linear Muffin-tin 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）：