本书面向高年级本科生和研究生，系统地介绍了计算材料学的核心理论与方法。内容涵盖从固体物理的基础知识（如晶体结构、电子能带和声子谱）到量子力学中的近似方法（如变分法和微扰理论），再到哈特里-福克方法与密度泛函理论等第一性原理计算方法。此外，本书还深入探讨了赝势理论及其在固体材料计算中的应用，并结合具体算例，通过上机实验帮助读者掌握结构优化、能带计算等关键技能。同时，本书扩展介绍了分子动力学、相场法等可模拟较大时间和空间尺度的计算方法，以及近年来兴起的机器学习和材料基因组技术。特别是针对铁电材料的多尺度模拟实例，展示了如何整合不同计算方法，实现材料的理性设计与优化。最后，本书提供了若干电子材料相关的典型算例，包括半导体、铁磁、自旋和拓扑材料等，这些算例均可通过开源软件完成。本书可作为相关专业本科生和研究生的教材，同时也为从事计算材料学研究的科研人员提供参考。希望通过本书的学习，帮助读者系统掌握计算材料学的基本理论与方法，为从事相关领域研究和开发奠定基础。