تطبيقات الكيمياء الكم يمكن أن تشمل:
1- دراسة البنية الإلكترونية للمواد وفهم طبيعتها الكيميائية.
2- تصميم الأدوية والمركبات الكيميائية الجديدة.
3- تقييم خواص المواد الكيميائية وتحسينها.
4- البحث في التراكيب الكيميائية والضوء والمغناطيسية والكهربائية والحرارية للمواد.
5- دراسة اتجاهات التفاعل الكيميائي والتحولات الكيميائية.
6- تحليل النظريات والتنبؤات الكيميائية والفيزيائية.