每一个都由一个球核、一个球价壳和一组描述非球面ED的球谐函数组成，价电子的数量和价壳的收缩/膨胀允许在与实验数据的最小二乘细化中变化，价壳层的径向依赖性通常用单Slater函数来描述，该模型对热运动和密度模型进行解卷积，产生静态ED。
热模型依赖于谐波势和/或非谐波势，验证一个合适的模型是否正确是很重要的另一个广泛使用的分析框架是由Bader开发的分子中原子的量子理论。
在这个理论中，原子之间的相互作用与密度的拓扑性质有关，最重要的是，键的路径是由来自邻近原子的梯度轨迹定义的，并终止于一个鞍点，即所谓的键临界点。
键路径的存在是两个原子之间直接相互作用的必要条件，然而，这种相互作用并不一定是吸引人的，如氢化锂中的氢化物离子之间所示，该理论还提供了一种独特的划分方案，将总密度划分为开放的子系统，称为原子盆地。
可以评估个别盆地的一系列性质，例如净原子电荷、原子体积和静电矩，除了密度外，ED分析中常用的另一个标量场是拉普拉斯行列式，该函数恢复了原子的壳层结构，并揭示了ED中的局部积累/耗尽。
对于过渡金属，最外层价层没有解决，使其复杂中的拉普拉斯值和ED值通常用于描述化学键的性质。
QTAIM的一个吸引人的特点是，它只依赖于ED，即理论模型和实验模型可以直接进行比较，ED建模的数据要求非常简单，但在实验上具有挑战性，需要高精度和精度到高分辨率，通常达到最大>1.1A˚1。
由于价电子只构成总电子的一小部分，因此强度中只有一小部分包含最重要的化学信息，因此需要精确度和准确性。
