ナノ・バイオ分野では、近年の計算機技術、計算手法の発展により、物質の性質を電子・原子レベルから明らかにするためのツールとして、第一原理計算がその適用範囲を広げてきました。 また、実験手法の発展により電子・原子レベルでの観察が可能となっています。 このことにより、第一原理計算と実験観察の結果が直接比較できるようにもなってきています。
さらに、機能材料の微細化により、新規開発のためにも電子・原子レベルで材料特性を理解することが必要になり、第一原理計算が用いられる場面が多くなっています。 このような背景を受け、実験研究者や企業等での材料開発においても第一原理計算が使用されるようになっています。