运用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法和半经验MO（MINDO／3，MNDO,AM1和PM3）方法，系统计算研究了多硝基金刚烷和氰基金刚烷的结构和性质，获得它们的全优化分子几何构型、电子结构和若干性质。在DFT-B3LYP／6-31G^*水平下通过不破裂金刚烷分子骨架（即选择金刚烷作为参考物）的等键反应设计，计算了标题物的精确生成热，发现在四种半经验MO方法中以PM3方法与密度泛函理论方法求得的生成热较为吻合。依据计算结果，探讨了生成热和分子结构的关联，多硝基和多氰基金刚烷的生成热均较高，属于新一代高能量密度材料（HEDM），具有一定研究开发价值。在DFT-B3LYP／6-311++G^**较高水平下，计算研究了四面体烷的全部氰基衍生物和硝基衍生物的结构和性能，对它们也做了类似的讨论；这些计算结果，对它们的合成和性能研究具有参考和指导意义。