激发态质子转移是氢键动力学中最重要并且最具有代表性的一种反应。众所周知,在过去的五六十年里人们已经总结出激发态分子内单质子转移的反应机理以及其动力学行为。在光谱学方面,双荧光峰的出现是激发态单质子转移的代表性特征。然而,对于含有两个或者多个分子内氢键的体系来说,我们是很难仅依赖实验上的荧光峰现象判断其激发态行为。换言之,对于一个含有两条分子内氢键的体系来说,仅通过实验现象是很难辨别出该分子在激发态上究竟发生单质子转移还是双质子转移。本文主要从理论计算方面解决这一问题,并进一步指出实验上机理归属的不足。我们首先构建基态和激发态势能面,对于可能涉及的激发态质子转移反应路径,我们均通过搜寻反应过渡态的方式判定激发态上该反应是否发生。再结合Born-Oppenheimer近似下的分子动力学模拟以及速率方程的模拟计算,我们揭示了几种具有代表性的激发态分子内双质子转移反应机理。在揭示机理的前提下,我们通过改变周围溶剂效应的方式对分子内双质子转移过程进行调控。在此,我们首次采用外加电场的方式对激发态分子内双质子转移机理进行探究,并且提出了通过改变外加电场方向以及大小来调控分子内多质子转移反应过程。在此基础上,我们对同时具有聚集诱导荧光增强、热活化延迟荧光和激发态多质子转移过程的新型分子材料进行了探究。我们主要从激发态辐射和无辐射速率等方面对这类分子进行了详细讨论。对激发态分子内多质子转移机理研究的同时,我们也开展了激发态分子间多质子转移的理论探究。分子间质子转移是生命科学的重要参与者,它与生物传递以及遗传基因复制等密切相关。通过对比不同分子在质子性溶剂中形成的分子间多氢键链行为,我们提出了光致激发开启分子间质子传递机理以及分子间多质子转移与分子内扭转相互竞争的新机理等。本文中采用的研究方法与研究成果可以对实验上设计与合成高效发光材料做出很好的理论指导。