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固体物理学における計算化学的手法は、分子の場合と同じアプローチに従いますが、2 つの違いがあります。まず、固体の並進対称性を利用する必要があり、次に、分子の原子中心基底関数の代わりに、平面波などの完全に非局在化した基底関数を使用することができます。結晶の電子構造は一般にバンド構造によって記述され、これはブリルアンゾーンの各点における電子軌道のエネルギーを定義します。ab initio および半経験的計算は軌道エネルギーを与えるため、バンド構造計算に適用できます。分子のエネルギーを計算するには時間がかかるため、ブリルアンゾーンのすべての点のリストに対してそれらを計算するにはさらに時間がかかります。
計算には、ハートリー・フォック法、いくつかのポストハートリー・フォック法、特にモラー・プレセット摂動理論の2次まで（MP2）および密度汎関数理論（DFT）を用いることができる。