本书第1章为背景介绍，主要介绍了计算材料学的发展、材料基因工程组计划和高性能计算平台。第2～5章为材料结构基础、材料建模、能带结构理论和密度泛函理论。第6章为搭建高性能计算平台，主要介绍了Ubuntu操作系统的安装和使用，以及如何在该系统中安装源码软件。第7章为SIESTA软件的安装和功能使用，主要介绍了该软件的运行参数和各种属性功能设置。第8～12章为使用密度泛函理论方法研究材料应用于金属离子电池、锂硫电池的计算实例。附录中主要介绍了材料计算常用的数据处理软件、常用的网络资源以及对应本书应用实例金属离子电池的结构和工作原理。