分子軌道 (MO) 理論は、原子間の結合によって生じる分子軌道を表わすために原子軌道の線形結合（LCAO）を用いる。これらはしばしば「結合性」軌道、反結合性軌道、非結合性軌道に分類される。結合性軌道は任意の原子対の「間」の領域に電子密度が集中しているため、その電子密度は2つの核のそれぞれを引き付ける傾向にあり、2つの原子を互いに結び付ける。反結合性軌道はそれぞれの核の「背後」に電子密度を集中させるため、2つの核のそれぞれをもう一方から逆方向に引っ張る傾向にあり、実際に2つの核の間の結合を弱める。非結合性軌道中の電子は原子軌道を関連付けられる傾向にあり、互いに正の相互作用も負の相互作用もせず、これらの軌道中の電子は結合の強さに寄与することも損うこともない。分子の分子軌道は分子軌道ダイアグラムで図示することができる。
1927年に原子価結合法が成立した後、フリードリッヒ・フント、ロバート・マリケン、ジョン・クラーク・スレイター、ジョン・レナード-ジョーンズらによって開発された。分子軌道理論はもともと「フント-マリケン理論」と呼ばれていた。「オービタル」という名前は1932年にマリケンによって導入された。1933年には分子軌道法は、有効な理論であると受け入れられるようになった。ドイツの化学者エーリヒ・ヒュッケルによると、分子軌道法の最初の定量的な利用は1929年のレナード-ジョーンズによって成された。分子軌道波動関数の正確な計算は、1938年にチャールズ・クールソンが水素分子について行った。1950年には、分子軌道は「自己無撞着場ハミルトニアンの固有関数（波動関数）」として厳密に定義され、分子軌道法は厳密でつじつまが合うものになった。この厳密なアプローチは分子におけるハートリー-フォック法として知られている。分子の計算において、分子軌道は原子軌道基底の観点で拡張され、ルーターン方程式が開発された。これは多くの非経験的分子軌道法の発展につながった。またそれとは別に、半経験的分子軌道法として知られる方法で導かれた経験的なパラメーターを用いる多くの近似法でも分子軌道法は適用される。
原子軌道に対応して、分子全体に広がる一電子空間軌道関数である分子軌道によって、分子を構成する個々の電子の状態が記述されると考える。この分子軌道を計算して、分子の電子状態を求める方法が分子軌道法である。原子軌道の線形一次結合 (Linear Combination of Atomic Orbitals) によって分子軌道 (MO) を近似する方法は、「LCAO分子軌道法」あるいは「LCAO法」あるいは「LCAO MO」と呼ばれる（「LCAO法」の項も参照）。
紀元前に日本に伝来した際、米には白米と赤米とがあったが、赤米は白米によって次第に淘汰されていったと考えられている。伝来した赤米には、より古く伝えられた日本型と、新しく伝えられたインド型とがある。日本型は低温に強く、インド型は低温に弱いという特徴がある。日本の赤米に関する最古の記録は、飛鳥京跡苑地遺構から出土した木簡にある赤米の納品の記述である。藤原京や平城京の遺跡からも木簡が出土しており、そこには赤米、赤搗米、赤春米といった言葉が書かれている。後者の木簡からは、7世紀末から8世紀後半にかけて赤米が丹波、丹後、但馬などから藤原京や平城京へ貢物として輸送されていたことや、酒の材料として用いられていたことなどがわかる。正倉院文書の『大倭国正税帳』『尾張国正税帳』にも地方から赤米が納められた記述がある。11世紀後半から14世紀にかけて「大唐米」、「唐法師」、「秈」などと呼ばれるインド型の赤米が日本にもたらされた。室町時代中期の禅僧・江西龍派が杜甫の漢詩を講義した内容を聴衆が書き留めたノート『杜詩続翠抄』（建仁寺両足院蔵）では、赤米が九州で多く栽培されていると記されている。江戸時代には農書を初めとして赤米の栽培や流通に関する多くの記録が残っている。厳しい気候条件に強く、排水不良の土地でも良く育つことから、低湿地や高冷地で盛んに栽培され、新田開発にも重宝されていたと考えられる。近年の例だと、明治期に石狩平野の泥炭地を開発する際に青森から赤米品種の「赤室」が持ち込まれている。しかし赤米は基本的に下等米として記述されており、下級階層の人々の食べるものとみなされていた。中世の年貢算用状には赤米で年貢を払った記述が散見するが、領主側からすれば赤米は年貢米としての価値は低かった。また、江戸時代の藩の中には価格の安い赤米での年貢納入を禁じているところもあった。赤米は次第に作付されなくなり、雑草化した。明治以後、赤米は圃場の米の等級を下げる下等米として全国的に撲滅が行われ、昭和末までには通常の水田で赤米が栽培されることはほぼなくなった。しかし、戦後においても、赤米が圃場に混入する事例が時折みられており、特に1960年代以降長野県で繁殖を続けている「トウコン」は駆除活動が続けられているが、いまだ根絶に至っていない。一方で平成に入ると多様な形質の米に関する消費者の興味が高まり、1989年以降進められた農林水産省によるプロジェクト研究「スーパーライス計画」により赤米も品種改良が進んだ。赤米や黒米に「古代米」という名称を冠して「古代人が食べていた栄養豊富な米」という宣伝がなされるに至り、赤米は俄然注目を浴び、現在では各地で栽培が行われるようになり作付面積は年々増加している。「古代ロマン」と結び付けられて宣伝される例が少なくなく、吉野ヶ里町、旧須佐町のように遺跡や神話と結び付けて栽培している町のほか、旧弥栄町のように赤米に関する文献が残っていたことを売り文句に栽培している町、また南種子町のように赤米の栽培が残存していたことを売り文句として「たねがしま赤米館」なる施設まで作って宣伝している町もある。