Kimika kuantikoa, mekanika kuantikoa kimikan aplikatzea da.
Kimika kuantikoaren aplikazioetako bat, atomo eta molekulen portaeraren azterketa da, bere propietate optiko, elektriko, magnetiko eta mekanikoei dagokienez, baita bere erreaktibotasuna ere, bere erredox propietateak, etab..., baina materialak ere aztertzen dira, solido hedatuak zein azalerak.
Atomoei buruzko azterketa mekanokuantikoak, kimika eta fisikaren arteko mugatzat jotzen direnez, eta, orohar, kimika kuantikoaren barnean hartzen ez direnez, sarri, kimika kuantikoko lehen kalkulutzat, Walter Heitler eta Fritz London zientzialari alemaniarrek egina jotzen da (Heitler eta London fisikaritzat hartzen diren arren). Heitler eta Londonen metodoa, John C. Slater eta Linus Pauling amerikarrek hobetu zuten, balentzia lotura metodoa bihurtzeko (edo Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP)). Metodo honetan, arreta, bereziki, atomo pareen arteko erreakzioetan jartzen da, eta, beraz, atomoen arteko loturen eskema klasikoekin asko lotzen da.
Friedrich Hund eta Robert S. Mullikenek, metodo alternatibo bat garatu zuten, non, elektroiak, molekula osotik deslokalizatutako funtzio matematikoen bidez deskribatzen ziren. Hund-Mullikenen metodoa (edo orbital molekularrena), ez da hain intuiziozkoa kimikarientzat, baina, propietateak iragartzerako orduan, balentzia lotura metodoa baino indartsuagoa dela frogatu denez, birtualki, azken urteetan erabiltzen den bakarra da.