核磁共振技术是化学和生命科学中测定分子结构最重要的实验方法之一。核磁共振参数的理论计算对实验结果的解释和预测有重要的意义。核磁共振参数主要依赖于波函数在活性原子核附近的行为，是内禀相对论的全电子性质。基于狄拉克方程的四分量相对论理论原则上能得到精确的结果，但基于标准线性响应理论的四分量计算长期以来被逆磁项的缺失和对基组的缓慢收敛所困扰。直到磁平衡条件被引入后，这些问题才得到有效的解决。人们提出了多种方法来考虑磁平衡条件，包括轨道分解方法(orbital decomposition(ODA))，酉变换方法(external field unitarytransformation(EFUT))和限制性磁平衡(restricted magnetic balance(RMB))方法.　　 本文首先在轨道分解概念下提出了磁平衡条件的一般性理论形式。磁平衡条件将波函数对外磁场的响应分解成两部分：一部分只依赖于未微扰波函数和微扰算符，可以由零阶计算直接得到，被称为磁部分(magnetic part)；另一部分被称为残余部分(residual part)，在计算中由零阶波函数展开，通过微扰方程来求解。剩余部分和零阶波函数的结构非常类似，能有效地用零阶波函数展开。因此磁平衡条件能大大加快计算结果对基组的收敛。上述各种方法对应于不同的分解方式。传统的标准线性响应理论对应于磁部分为零的选择，没有逆磁项，在有限基组下没有正确的非相对论极限。而考虑了磁平衡的各种方法能自然得到逆磁项和正确的非相对论极限，并将负能态的贡献从c0降低到c-2。我们对模型体系进行了全面的计算分析，结果表明在实际计算中必须考虑磁平衡条件，但各种方法之间差别很小，我们更加青睐形式对称的EFUT方法。　　 进一步，我们将磁平衡条件中的规范原点分散到原子基组上(以下简称为原子磁平衡条件)来进行分子计算。我们将原子磁平衡条件和传统的GIAO技术相结合进行分子计算，所得到的屏蔽张量不再依赖于规范原点的选取，而计算结果对基组的收敛也大大加快。另外，计算结果表明，分子中负能态对重原子屏蔽张量的贡献是各向同性的，有良好的可移植性。我们据此提出了一系列负能态贡献的近似计算方法。　　 最后，我们将磁平衡条件应用在核自旋-自旋耦合张量的计算中。本文中我们考察了对奇异外磁场进行轨道分解可能造成的数值不稳定问题。核磁矩产生的外磁场有r-2的奇异度，在ODA和EFUT方法中，轨道分解增加这个奇异度，造成计算中的数值不稳定。这个问题可以用中间算符的矩阵表示来解决。RMB方法没有这个问题，但我们依然推荐使用矩阵表示以简化计算。　　 综上所述，在本文中我们首先将各种磁平衡条件在轨道分解的概念下统一起来，阐明了它们之间的内在联系。随后我们将磁平衡条件和分散规范原点技术结合，成功应用于分子屏蔽张量的计算中。最后我们讨论了核自旋-自旋耦合张量计算的理论问题，为今后的应用打下了良好的基础。