Les études de chimie théorique (chimie quantique, dynamique moléculaire classique et ab initio) du LCCEF portent surtout sur des composés de lanthanides ou d'actinides. Sont concernés les domaines de l'imagerie médicale (par ex. IRM) ou des sciences du nucléaire. L'objectif de ces études théoriques est la conception de nouveaux édifices moléculaires en milieu liquide.

Certains développements méthodologiques sont aussi menés. En particulier, des champs de forces polarisables sont mis au point en collaboration avec le laboratoire DCMR de l'Ecole Polytechnique.