第一性原理是指不使用经验参数，只通过基本物理常量(me、c、e、h、kB)来计算微观体系基本性质的方法。它包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算，前者以电子密度作为基本变量(Hohenberg-Kohn定理)，通过求解Kohn-Sham方程，进行迭代自洽得到体系的基态电子密度，进而求得体系的基态性质；后者则通过自治求解Hartree-Fock方程，获得体系的波函数进而求得基态性质。

常用软件：VASP，MS，CP2K，QE等

计算内容包括但不限于
1.电子结构计算：电荷密度、电荷差分密度、态密度、能带、费米能级、功函数、ELF等;
2.几何结构计算：键长、键角、晶格常数、原子位置等;
3.材料性质计算：介电常数、弹性模量、磁矩、磁导率、热导率、界面热阻等;
4.催化相关计算：如HER、OER/ORR、NRR、CO2RR等;
5.能量相关计算：如吉布斯自由能、过渡态、吸附能、剥离能、形成能等,
6.反应相关计算：如反应路径、反应机理研究、预测反应产物、能垒计算等;
7.其他计算：团簇、异质结、锂、钠、钾电池电极材料、锂-硫电池、碱金属离子电池、钙钛矿材料、骨架材料、高熵合金等DFT计算,