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蒙特卡罗方法属于试验数学里的一个分支，主要应用于统计学上解关于概率性的问题，也可以称之为随机模拟法，这种方法通过对体系中各个物质体系内分子的质心坐标、空间定位和构型进行仿真随机扰动实验来得到体系的大量微观态构型信息和实验数据。蒙特卡罗方法算是比较古老的计算机模拟基础方法，其最大的优势是它能够满足细致平衡条件下具有多种行走方式，能对构象空间进行高效的取样[25]。仿真实验是蒙特卡罗模拟计算方法的主要依靠，因此在应用蒙特卡罗方法处理问题时就不能够按照通常数理统计方法，这需要科研工作者利用数学方法进行模拟。
当代理论化学计算是研究物质的性能与结构，主要有以下三大类方法：第一性原理亦即从头算方法(Abinitio)、半经验分子轨道方法(Semiempirical MO methods)以及力场方法(Force Field method)。从头算方法和半经验分子轨道方法属于量子化学方法，力场方法则属于经典力学的范畴，通常不涉及到电子结构，仅仅描述分子中原子的拓扑结构，是基于原子尺寸上的一种势能场即由一套力常数和势函数构成，来求得特定体系的广义结构与性质。
总而言之，模拟就是把一个物理系统的状态和特征通过模型系统代替进行仿真，如今在诸多领域中，计算机模拟已经成为继理论和实验之后，解决实际问题的第三大研究技术。计算机模拟是根据实际系统在计算机上进行的模型实验，先根据系统的物理特征构建具有代表性的数学模型，然后使用一定的算法对模型进行模拟计算。通过模拟结果和实验数据的对比，就可以知道物理模型以及算法的合理性和准确程度。