Estos métodos son los más apropiados en el estudio de grandes sistemas, a
veces, para sistemas de muchos cuerpos llegan a ser los únicos métodos
mecánico cuánticos computacionalmente prácticos. También se utilizan
como un primer paso en cálculos ab-initio de sistemas muy grandes; por
ejemplo, para obtener una mejor estructura de partida de un sistema molecular de
muchos cuerpos para futuros cálculos Hartree-Fock o de Teoría del
Funcional de la Densidad, o para obtener una descripción cualitativa sobre la
molécula (orbitales moleculares, cargas atómicas o modos vibracionales).
Por último, su utilidad más óptima es para sistemas moleculares en estado
base para los cuales el método semiempírico particular está muy bien
paramétrizado y calibrado con gran presición, esto se refiere principalmente
a moléculas orgánicas.
Una gran limitación en los métodos semiempíricos es que sólo pueden
ser utilizados para sistemas cuyos parámetros han sido desarrollados para
todos los átomos que lo componen. Tampoco incluyen en buena forma las
interacciones asociadas con los hidrógenos, por lo que son muy pobres para
describir estructuras de transición.
Los métodos semiempíricos disponibles en Gaussian son: AM1,
CNDO, INDO, MNDO, MINDO/3, PM3, y PM3MM.