Molekulární Orbitální Teorie a ab initio výpočty mohou být použity pro výpočet a čerpat elektrostatický potenciál (ESP) molekuly.
molekulární elektrostatický potenciál je potenciální energie protonu na určitém místě v blízkosti molekuly. Existují negativní a pozitivní ESP.
negativní elektrostatický potenciál odpovídá přitažlivosti protonu koncentrovanou elektronovou hustotou v molekulách (hlavně z osamělých párů, pi-vazeb,…, ) (barevná červená). Červená barva na výkresech elektrostatického potenciálu ukazuje oblasti s vysokou hustotou elektronů.
pozitivní elektrostatický potenciál odpovídá odpuzování protonu atomovými jádry v oblastech, kde existuje nízká elektronová hustota a jaderný náboj je neúplně stíněn (barevná modrá). Modrá barva na výkresech elektrostatického potenciálu ukazuje oblasti s nízkou hustotou elektronů.
několik softwarů ab initio vypočítává elektrostatické potenciály založené na kvantově mechanicky odvozených molekulárních orbitálech., Elektrostatický potenciál SO3 odvozený výpočtem ab initio je uveden níže: