量子力学在药物设计中的应用主要是通过对分子结构和相互作用的理解来指导化合物的合成，以及研究新颖分子结构如何影响其生物活性。它可以帮助化学家了解一个化合物如何与靶标分子相互作用，从而有效地开发出高效能、高选择性和低副作用的新型药物。例如，量子力学方法可以帮助化学家优化一个衍生物的结构，使其能够有效地与目标分子相互作用；此外，量子力学也可以帮助人们评估不同衍生物之间的竞争性作用。最近，量子力学方法也已成功应用于虚拟筛选、小分子优化、小分子-大分子复合物设计、小分子-核酸复合设计和小分子-多样性库中。