众多的物理化学家对分子轨道理论进行了完善，发展出了很多的应用分子轨道理论，解释物质结构与性质的方法。
HF方法
Hartree-Fock SCF方法是一种从头算方法，而从头算方法简单的说，就是利用一个“正确的”哈密顿算符，除去最基本的常数之外，不再引用任何的实验数据，以薛定谔方程为基础，仅仅采用非相对论近似，Born-Oppenheimer尽速和单电子近似的基础上进行的薛定谔方程的求解和分子轨道的计算方法。
半经验计算方法
半经验法假定一个近似的哈密顿算符，并利用各种实验数据，如电离能、电子光谱的跃迁能、键能等数据，将积分的难度进一步简化，休克尔分子轨道理论（HMO）是这种方法的一个典型事例。
其他方法
还有驻如量子化学复合方法（Quantum chem-istry composite methods）、量子蒙特卡洛方法（Quantum MonteCarlo，QM）、组态相互作用（CI）、多组态自洽场方法（MCSCF）、多体微扰理论、耦合簇理（CC）等方法，这些是基于分子轨道理论发展起来的。
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