对生物学的微观过程，可以进行计算机模拟，观察实验方法无法获得的微观机制信息。
根据模拟的时间尺度和空间尺度，选择不同的模型进行模拟，例如量子力学模型和分子力学模型。不同的微观生物学过程有不同的时间和空间尺度。不同的时间尺度如共价键的形成、蛋白质的折叠、受体-配体的结合、转录因子与DNA的结合等。不同的空间尺度如有机小分子、蛋白质、DNA、病毒颗粒。
研究小分子和生物大分子之间的结合，本质是研究二者之间的相互作用。力支配着它们之间的作用模式。量子力学(Quantum Mechanics)和分子力学(Molecular Mechanics)分别用来研究化学上的强相互作用和弱相互作用。量子力学基于波函数理论，分子力学基于分子力场(force field),在物理上属于经典力学的内容。
因此，分子模拟也有对应的量子力学模型和分子力学模型。
量子力学模型的时间和计算机资源耗费巨大，在生物学过程中少有应用。但也有对大分子局部进行量子力学模拟，如QM/MM模拟。可以进行小分子、ps级的模拟。
分子力学模型很常见，如蒙特卡洛(Monter Carlo)模拟、布朗动力学模拟和分子动力学(Molecular Dynamics)模拟。可以进行蛋白质、nm级的模拟。分子动力学模拟很常见，有多种软件可以实现如Gromacs、Amber、Lammps等。其实分子力学模型即可以进行静态的计算，如分子对接(Mocking Docking),也可以进行动态的计算，如分子动力学模拟。
