W obrębie chemii obliczeniowej można wydzielić kilka obszarów: Przewidywanie struktury cząsteczek przy pomocy symulacji, w których zmieniając położenia jąder w strukturze startowej poszukuje się punktu stacjonarnego na hiperpowierzchni energii potencjalnej. Punkt ten odpowiada (quasi-)równowagowej strukturze cząsteczki (minimum na powierzchni) lub stanowi przejściowemu reakcji (punkt siodłowy pierwszego rodzaju). Składowanie i poszukiwanie danych o związkach chemicznych (chemiczne bazy danych) Znajdowanie korelacji między strukturą chemiczną cząsteczek a ich właściwościami (QSPR i QSAR) Metody obliczeniowe wspomagające syntezę chemiczną Metody obliczeniowe do projektowania cząsteczek, które oddziałują w określony sposób z innymi cząsteczkami (np.: projektowanie leków)