Tak, istnieją metody teoretyczne, które pozwalają wyznaczyć przybliżoną wartość temperatury topnienia. Można je podzielić na dwie kategorie:

(i) Pierwsza opiera się na zbudowaniu uproszczonego mikroskopowego modelu procesu topnienia kryształu. Najprostszym przykładem tego typu jest model Lindemana, który zakłada, że gdy średnia amplituda termicznych drgań atomów sieci przekracza około 10% odległości między sąsiednimi atomami, to przy wzajemnym zbliżaniu destabilizują one swoje położenia tak mocno, że rozpoczyna się proces topnienia. Drugim podstawowym przykładem jest model Borna. Oba modele dają podobne przewidywania dla topienia się idealnego kryształu bez brzegu, o czym można przeczytać tutaj. Aby móc zastosować te techniki potrzebne są pewne parametry badanego materiału, które trzeba uzyskać z danych eksperymentalnych lub z obliczeń numerycznych za pomocą teorii funkcjonału gęstości, jak to zrobiono np. w tej pracy.

(ii) Drugie, bardziej dokładne podejście, opiera się na wykorzystaniu symulacji komputerowych, głównie techniką dynamiki molekularnej. W tej metodzie atomy zastępuje się cząstkami punktowymi o odpowiedniej masie, których ruch symuluje się zgodnie z zasadami dynamiki Newtona. Następnie badając dla takiego zbioru cząstek np. funkcje rozkładu radialnego można określić, w jakiej znajduje się on fazie dla danego ciśnienia i temperatury. Problemem jest tutaj dobranie odpowiedniej postaci sił, za pomocą których oddziaływają cząsteczki. Często stosuje się fenomenologiczne wzory z parametrami dopasowanymi do danych eksperymentalnych lub oblicza się w każdym kroku czasowym postać tych sił dla każdej cząstki za pomocą teorii funkcjonału gęstości. Tę drugą metodę określa się w literaturze jako Ab Initio Molecular Dynamics (AIMD). Przykłady zastosowania tej techniki można znaleźć np. w pracach tutaj, tutaj oraz tutaj. W początkowych rozdziałach autorzy tłumaczą jakie dokładnie wersje algorytmu stosują oraz jak wyznaczają temperaturę topnienia.

Oczywiście budowa cząsteczek, a dokładniej ich powłok walencyjnych, wpływa na postać sił międzycząsteczkowych i przez to także na temperaturę topnienia. Jednak także istotnie rzutuje na temperaturę topnienia poziom zdefektowania kryształu oraz to, czy ma on brzeg, gdyż proces topnienia zaczyna się właśnie od brzegu. Symulacje komputerowe wskazują, że temperatura topnienia mogłaby być nawet o 20% większa gdybyśmy rozpatrywali próbkę z tego samego materiału ale bez brzegu (można to zrobić narzucając periodyczne warunki brzegowe na przebieg symulacji). W praktyce każda próbka musi mieć brzeg, jednak można częściowo wyeliminować wpływ efektów brzegowych i tym samym podnieść temperaturę topnienia próbki pokrywając ją warstwą metalu charakteryzującego się wyższą temperaturą topnienia, o czym można przeczytać tutaj.