本书介绍了近代材料设计的基本理论、基本方法和材料计算设计的常用数学方法。主要内容包括现代电子理论、现代化学键理论、分子动力学、高分子材料设计基础、陶瓷材料设计基础和复合材料设计的力学原理等。几种模拟计算技术包括蒙特-卡罗方法、分子动力学方法、材料设计专家系统等。此外，本书还简要介绍了金属材料、无机非金属、高分子材料、复合材料设计等专题。
本书适合作为高等学校材料科学与工程类各专业高年级本科生的教材和硕士生、博士生的教学参考书，也可供相关工程技术人员参考。