公开了一种用于分子设计和模拟的系统和方法。在一个方面，一种用于模拟分子结构的系统包括：处理器，配置为模拟所述分子结构；头戴式显示器HMD，配置为显示所述分子结构；以及至少一个手持输入设备。所述输入设备可以被配置为：接收来自用户的输入，所述输入指示所述手持输入设备在6个自由度DoF中的移动，以及基于额外的用户输入和所述分子结构的至少一种属性，选择性地将DoF之一映射到用于改变所述分子结构的多种限定技术之一。所述处理器可以被配置为基于被映射到所选择限定技术的所接收的输入来更改所述分子结构。