Molekulinė dinamika yra atomų ir molekulių judėjimo būdo tyrimas. Tiesioginis šių dalelių stebėjimas ne visada įmanomas, todėl mokslininkai tiria molekulinę dinamiką naudodami matematines formules. Šios formulės yra užprogramuotos kompiuteriuose, kurios leidžia mokslininkams imituoti įvairių atomų ir molekulių judėjimą. Nors tikros dalelės nėra naudojamos molekulinės dinamikos tyrimams. Modeliavimo rezultatai laikomi pakankamai tiksliais.
Molekulinės dinamikos tyrimas yra virtualaus eksperimento tipas. Tyrinėdami virtualių molekulių elgesį, mokslininkai gali numatyti, kaip gali elgtis tikros molekulės. Nors tikros molekulės nenaudojamos, šių modeliuotų eksperimentų rezultatai laikomi tiksliais. Pakoreguojant tam tikrus lygčių parametrus, eksperimentai tampa tikslesni.
Molekulinės dinamikos modeliavimas naudojamas virtualiems dalelių judėjimo stebėjimams. Laboratorijoje ne visada įmanoma ar praktiška atlikti faktinius molekulinio judėjimo stebėjimus, todėl vietoj jų naudojamas matematinis modeliavimas ir kompiuterinis modeliavimas. Šių tipų eksperimentų pranašumai yra tai, kad judesys gali būti stebimas ilgą laiką, kad jį galima stebėti iš arčiau ir kad sąlygos, pvz., ekstremalios slėgio ar temperatūros, kurios nėra praktiškos laboratorijoje, gali būti imituojamas.
Spręsdami matematines lygtis kompiuteriai gali parodyti vaizdinį atomų ir molekulių judėjimo vaizdą. Lygtys pagrįstos Niutono dėsniais ir gali tiksliai numatyti daugumos atomų ir molekulių judėjimą. Modeliavimo programos naudoja lygtis, kad pavaizduotų jėgas, veikiančias daleles ir atomų judėjimą trimatėje erdvėje. Taip pat naudojant šias formules galima sekti atomo ar molekulės judėjimą laikui bėgant.
Molekulinė dinamika taip pat gali būti naudojama atomų ir molekulių santykiams stebėti. Modeliavimo programos seka susidariusius ir nutrūkusius molekulinius ryšius ir atitinkamai koreguoja lygtis. Nors naudojamos lygtys yra pagrįstos Niutono judėjimo dėsniais, daugeliu atvejų jas galima pritaikyti labai mažų dalelių judėjimui. Kartais, norint teisingai apibūdinti dalelių judėjimą, molekulinės dinamikos lygtyse turi būti naudojami dėsniai, reguliuojantys kvantinių dalelių judėjimą.