本書力圖從理論和實踐的結合上來闡述材料結構與性能關系的內在原理。涵蓋內容廣泛，包含了第一性原理計算、分子動力學模擬、有限元計算和數值分析等內容，需要利用包括MS、Gaussian、VASP、LAMMPS、Fluent等不同類型應用軟件來完成相關的計算機教學實驗，是一門實踐性很強的課程。同時充分挖掘作者在材料設計、模擬計算等方面的科研成果，努力摸索實驗教學與科研相結合教學思路，強調學生學習的主動性和探索性，以學生為中心、以科研為導向，設計了包含合金材料、晶體材料、反應過程、擴散過程、表界面吸附、流體流動規(guī)律在內的14個綜合型、創(chuàng)新性計算實驗。