基于分子尺度的沥青材料设计是指利用多尺度分子模拟预测沥青材料的性能，指导制备符合高性能要求的沥青材料。分子尺度的设计方法主要有量子力学方法、蒙特卡洛方法和分子动力学方法。总结了沥青质模型、沥青模型、量子力学和分子模拟在沥青材料性能预测和设计中的应用，重点介绍了改性沥青材料常用物理力学性质的模拟计算方法及相关研究成果。