功能:
基態自洽場方法
1. Hartree-Fock方法限制性，非限制性，和限制性開殼層形式
用於結構最佳化的解析一階導數
用於諧振頻率分析的解析二階導數
2. 密度泛函理論
局域泛函和梯度校正泛函。交換泛函：Slater，Becke’88，Perdew’91，Gill’96，Gilbert-Gill’99，Handy -Cohen OPTX。關聯泛函：VWN5，Lee-Yang-Parr，Perdew-Zunger’81，Perdew’86，Wigner， Perdew’91。EDF1交換-關聯泛函。用戶定義的交換-關聯泛函。
HF-DFT混合泛函：B3LYP，B3PW91，B3LYP5，用戶定義的混合泛函。
基於數值格點的數值積分方案：SG-0標準格線，SG-1標準格線，Lebedev和Gauss-Legendre角向積分方案
用於結構最佳化的解析一階導數
用於諧振頻率分析的解析二階導數
3. 線性標度方法
傅立葉變換庫侖方法
連續快速多極方法
線性標度HF交換方法
基於格點的線性標度積分，用於交換-關聯泛函求值
線性標度NMR化學位移
4. AOINTS包用於雙電子積分
結合了高性能積分技術的最新進展；COLD PRISM；J-矩陣引擎。
5. SCF改進
in-core和直接SCF的最優混合
DIIS
初始猜測方案：重疊球平均原子密度，廣義Wolfsberg-Helmholtz，從小基組投影，芯哈密頓量的猜測
SCF波函的穩定性分析
最大重疊方法
Fock矩陣的直接最小化
極化原子軌道對分子最佳化的最小基
基於波函的電子關聯處理
1. M?ller-Plesset微擾理論限制性，非限制性，和限制性開殼層形式
直接和半直接方法計算能量
半直接方法的解析梯度，用於限制性和非限制性形式
在MP3，MP4和MP4SDQ方法的解析梯度計算中處理凍芯軌道
2. 局域MP2方法
根據物理圖象截斷完全MP2的能量表達式，從而減少計算量
減少計算量相對於分子尺寸的標度，近似為兩倍，卻不明顯丟失精度。
套用外推PAO用於局域校正
可以使用分子中的雙原子和分子中的三原子技術
3. RI-MP2
比MP2和局域MP2快十倍
4. 耦合簇方法
CCSD：能量，以及作為能量有限差分的梯度
EOM-XX-CCSD；XX = EE, EA, IP, SF，能夠靈活處理自由基，鍵的斷裂，以及對稱破缺問題
耦合簇能量的非疊代校正：三級校正CCSD(T)，三級和四級校正CCSD(2)
廣泛套用分子點群對稱性，以改善效率
二次雙激發耦合簇
QCISD，QCISD(T)和QCISD(2)用於能量
DIIS用於收斂加速
凍芯近似，用於增加可處理體系的尺寸
5. 最佳化軌道的耦合簇方法
最佳化軌道的雙激發耦合簇(OD)：可避免人為的對稱破缺問題；最佳化平均場參考軌道使能量最小；Brueckner耦合簇；OD，OD(T)，和OD(2)的能量及梯度
最佳化價軌道的耦合簇方法(VOD)：傳統CASSCF方法的耦合簇近似；在價活性空間利用截斷的OD波函；比CASSCF有更少的磁碟空間需求和更小的體系標度，可處理較大體系；VOD，VOD(T)，VQCCD，和VOD(2)的能量及梯度
激發態方法
1. 支持的計算類型垂直激發吸收譜
通過激發態能量的有限差分，進行激發態的結構最佳化
UCIS和RCIS進行激發態的振動分析
自旋反轉DFT
2. CIS方法
從Hartree-Fock基態波函計算激發態：獲得定性的單電子激發態；結構與頻率與基態Hartree-Fock結果有可比性
高效的直接算法用於計算閉殼層和開殼層體系的能量、解析梯度和二階導數
XCIS用於二重和四重態計算
雙激發微擾校正CIS(D)，可使CIS誤差減少兩倍或更多，接近於MP2
3. TDDFT
從Kohn-Sham基態波函計算激發態能量
對於低位價激發態，TDDFT比CIS有相當大的改善，但只有相近的計算量
提供激發態中關聯效應的內在圖像
自由基的低位價激發態，比CIS有相當大的改善
自旋反轉密度泛函理論(SFDFT)：把TDDFT推廣到低位價激發態之外；可用於鍵斷裂的過程，以及自由基和雙自由基體系。
4. 基於耦合簇的激發態方法
EOM-CCSD
自旋反轉激發態方法：改善了雙、三自由基體系的處理；結合單行列式波函處理鍵斷裂問題；可用於OD和CCSD理論級別
OOD方法：與CCSD激發態方法有幾乎相同的數值性能；比TDDFT精度更高，到計算量更昂貴
EOM-VOOD方法：類似於EOM-CCSD，但使用VOOD方案
激發態特性計算：躍遷偶極矩和結構
5. 分解分析
顯示電子躍遷的工具，用於把電子躍遷分類為價躍遷、Rydberg躍遷，混合躍遷，或電荷轉換
特性分析
1. 自動結構最佳化和過渡態最佳化使用Jon Baker博士的OPTIMIZE程式包，用約化內坐標保證迅速收斂，避免初始力常數矩陣
具有一般約束的結構最佳化：可施加於鍵角，二面（扭轉）角，或平面外的彎曲；直角坐標中凍結原子；約束不一定要加在初始結構上
最佳化使用笛卡爾，Z-矩陣或離域內坐標
本徵矢跟蹤算法，用於過渡態和最小化
GDIIS算法用於最小化：使到平衡結構的收斂獲得極大加速
內反應坐標跟蹤：沿著反應路徑的連續平衡結構和過渡態
2. 振動光譜
自動調用解析和數值二階導數
紅外和拉曼強度
輸出標準的統計熱力學信息
同位素替換，用於與實驗進行比較
非諧性校正
3. NMR禁止張量
4. 自然鍵軌道分析
使用NBO 4.0
5. Stewart原子
從分子密度重新獲得原子特性
Q-Chem用單位分解方法計算這些值
6. 動量密度
7. Intracules
獨特的雙電子函式，提供分子中庫侖能和交換能關於位置和動量的最詳盡信息
8. 分子中的原子
利用免費的AIMPAC進行AIM分析
9. 溶解模型
簡單的Onsager反應場模型
Langevin偶極模型
SS(V)PE：一種新的電解質連續模型
10.基於Dirac-Fock理論的相對論能量校正
11.對角絕熱校正
計算Born-Oppenheimer對角修正，研究核與電子運動絕熱距離的分解
基組
1. 高斯基組2. 贗勢基組
3. 用戶定義的基組和贗勢
4. 基組重疊誤差(BSSE)校正
QM/MM
1. 到CHARMM的接口2. ONIUM
其他
1. Q-Chem的功能已經完全整合到Spartan程式中，在圖形用戶界面下計算更容易操作平台:Unix/Linux/Mac
