量子力学の基本原理に基づくシミュレーション手法を用いて物質の構造や性質を予測しモデル化することによって，新たな機能物質をデザインすることを目的とする。そのため，研究基盤としてのシミュレーション・デザイン手法の開発を行い，実験グループとの協同により機能物質の創製を試みる。また，大学間連携や研究ネットワークの研究拠点ノードとしてマテリアルデザイン分野での若手人材育成を計る。

本学における基礎・応用化学，物性物理，材料工学の研究者が，センターを拠点として連携を密にし，得意とする研究手法を駆使して，未来材料の芽となる新物質を創製する。新エネルギーの創製と効率変換のための物質開発，環境に優しい高分子材料，夢の超伝導材料開発，新規半導体デバイスの設計に繋がる機能性有機材料開発を目指す。機能開拓部門およびマテリアル デザイン部門との連携により，基礎から応用にわたる研究を短期間で効率的に推進する。

電子・軌道・スピン・空隙等の複合自由度を持つ物質において生じる興味ある物理現象，例えば，超伝導，磁性，軌道秩序，マルチフェロイック，構造変化などの起源を，光，核磁気共鳴，熱測定，超音波，走査トンネル顕微分光などの測定手段と多重極限条件を有機的に組み合わせ，総合的に解明することを主たる目的とする。さらに，得られた知見を基にナノファブリケーション等の手法を用いて，従来にない新しい機能の開拓を目指す。