Simulationen der Molekulardynamik (MD) sind vom Grundsatz her mikroskopisch: Zu diskreten Zeitpunkten sind die Positionen und Geschwindigkeiten aller Teilchen, aus denen sich das simulierte System zusammensetzt, bekannt. Typischerweise handelt es sich dabei um einige \(10^3\) bis \(10^8\) Koordinaten, von denen praktisch alle für sich genommen ohne Interesse sind, mit Ausnahme etwa einiger weniger, die beispielsweise die KonformationKonformation eines Proteins beschreiben. Selbst wenn die Koordinaten eines Proteins sich im Zeitverlauf durch experimentelle Methoden wie die EinzelmolekülspektroskopieEinzelmolekülspektroskopie mit mikroskopischer Genauigkeit messen lassen, kann doch der Zustand der Umgebung des Proteins – in der Regel hauptsächlich Wasser – nur durch wenige makroskopische Parameter wie Energie, Temperatur,Temperatur Druck oder Volumen beschrieben werden.