分子的電子結構
1) 下面的方法計算原子坐標的能量，解析一階導和二階導。
自恰場（SCF）或Hartree-Fock（RHF，UHF）
高斯密度泛函理論（DFT），使用正常的N3和N4標度的局域，非局域（梯度校正）和雜化（局域，非局域和HF）的自旋限制交換-關聯勢
2) 下面的方法計算原子坐標的能量和解析一階導。二階導由一階導的有限差分計算。
自恰場（SCF）或Hartree-Fock（RHF，UHF，高自旋ROHF）
高斯密度泛函理論（DFT），使用正常的N3和N4標度的局域和非局域交換相關勢（RHF或UHF）
自旋-軌道DFT（SODFT），使用多種局域和非局域交換相關勢（UHF）
MP2，包括使用凍芯以及RHF和UHF參考的半直接MP2
完全活性空間SCF（CASSCF）
束縛DFT
加入經驗性長程色散校正的DFT-D方法
3) 下面的方法僅用於計算能量。一階導和二階導由能量的有限差分計算。
CCSD，CCSD(T)，CCSD+T(CCSD)，使用RHF參考
二級微擾修正的選擇CI。選擇參考組態的CI+微擾修正可以進行激發態的能量計算，並可以對激發態進行幾何最佳化。
使用RHF參考的完全直接MP2
分解恆等積分近似MP2（RI-MP2），使用RHF和UHF參考
使用RHF，UHF，RDFT，或UDFT參考的CIS，TDHF，TDDFT，和Tamm-Dancoff TDDFT用於激發態計算
用於閉殼層和開殼層體系的CCSD(T)和CCSD[T]（TCE模組）
使用RHF，UHF，或ROHF參考的UCCD，ULCCD，UCCSD，ULCCSD，UQCISD，UCCSDT，和UCCSDTQ
使用RHF，UHF，或ROHF參考的UCISD，UCISDT，和UCISDTQ
使用RHF或UHF參考的非正則UMP2，UMP3，和UMP4
EOM-CCSD，EOM-CCSDT，EOM-CCSDTQ用於閉殼層和開殼層體系激發能、躍遷矩和激發態偶極矩的計算
CCSD，CCSDT，CCSDTQ用於閉殼層和開殼層體系偶極矩的計算
在TCE模組中，用二次近似的單雙耦合簇模型（CC2）計算激發能
4) 下面的方法可用於計算分子特性。
使用限制或非限制參考的耦合簇線性回響
用線性回響方法計算CCSD和CCSDT級別的基態動態極化率
用線性回響方法計算CCSDTQ級別的動態偶極極化率
5) 對所有的方法，下面的操作都適用。
單點能
幾何最佳化（最小值和過渡態）
整個從頭勢能曲面上的分子動力學
如果不能用解析導數，自動計算數值的一階和二階導
笛卡爾坐標的簡正振動分析
Morokuma及其合作者的ONIOM混合方法
產生電子密度檔案用於圖形顯示
求解靜態和單電子特性
原子局部電荷的靜電勢匹配（CHELPG方法，可以加上RESP限制或電荷約束）
6) 對於閉殼層和開殼層的SCF和DFT：
COSMO能量
7) 另外，自動提供到以下程式的接口：
NBO包。
Python
8) 密度泛函：
數十種LDA和GGA泛函（VWN，Becke97，Becke98，HCTH系列，OPTX，MPW91等），以及meta-GGA泛函。
相對論影響
以下的方法可以在量化計算中包含相對論：
無自旋單電子Douglas-Kroll近似用於所有量子力學方法及其梯度。
Dyall的無自旋改進Dirac哈密頓量近似用，於Hartree-Fock方法及其梯度。
通過自旋-軌道勢包含單電子自旋-軌道影響。這個選項用於DFT及其梯度，但不能用對稱性。
對於DFT，可以用無自旋的和自旋-軌道的ZORA
贗勢平面波電子結構
1) 下面的模組使用贗勢平面波DFT，計算能量，結構最佳化，數值二階導，以及從頭分子動力學。
PSPW（贗勢平面波），Gamma點程式，用於計算分子、液體、晶體、表面。
Band，標準的能帶結構代碼，用於計算具有小帶隙（如半導體和金屬）的晶體和表面。
GAPSS，周期體系電子結構LCAO模組（聚合物，表面和固體的高斯方法），使用包含多種局域和非局域交換相關勢的高斯DFT，用於計算能量（4.6以上新版本不包含這個模組）
2) 計算使用：
共軛梯度和有限記憶體的BFGS最小化
Car-Parrinello（擴展拉格朗日動力學）
常溫恆定能量下Car-Parrinello模擬
在Car-Parrinello中固定原子的笛卡爾坐標和SHAKE束縛
贗勢庫
Hamann和Troullier-Martins模守恆贗勢，可以用半芯校正
自動的波函初始猜測，現在使用LCAO
Vosko和PBE96交換關聯勢（自旋限制與非限制）
非周期正交模擬單元，用於計算帶電或高度極化的分子
用周期和自由空間邊界條件，正交模擬晶胞
大、小平面波展開之間的轉換模組
到DRIVER，STEPPER和VIB模組的接口
通過使用點電荷計算極化率
Mulliken分析，點電荷分析，DPLOT分析（波函，密度，和靜電勢繪圖）
BAND加入費米模糊技術
BAND加入二分量相對論波函
BAND加入HGH自旋-軌道勢
BAND加入Hilbert分解並行FFT
PSPW加入Car-Parrinello QM/MM
非立方晶胞現在可以產生Wannier軌道
PSPW使用新的並行分解，用於FFT格點和軌道
PSPW加入分數占據的分子軌道
二維處理器格點用於PSPW
PSPW加入Born-Oppenheimer動力學選項
分子動力學
1) 以下功能用於經典分子模擬：
單構型能量求解
能量最小化
分子動力學模擬
自由能模擬
2) 經典和量子描述的組合，執行：
QM/MM能量最小化和分子動力學模擬
使用任何能計算梯度的量子力學方法進行量子動力學模擬
3) 通過用DIRDYVTST模組，用戶可以為POLYRATE程式寫輸入檔案，計算化學反應速率常數，包括量子力學振動能和隧穿的貢獻。
DNTMC
新的動力學核理論Monte Carlo模組，用於確定分子團簇的幾率分布和蒸發率。
Python
NWChem內植了Python程式語言，用戶可以很容易地組合和控制NWChem的許多高級功能，進行複雜的操作。
並行工具和庫
ParSoft
