本文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）对三种具有不同尺寸氢键环的4’-甲氧基-3-羟基黄酮（5-HB）,2-（5-羧基苯基）-2-羟基苯基)苯并噻唑（6-HB）和（Z）-4-（7-羟基-2,3-二氢-1H-茚-1-基）-1,2-二甲基-1H-咪唑-5（4H）-酮（7-HB）的激发态分子内质子转移过程（ESIPT）和光物理性质进行理论研究。大量计算揭示了激发态下分子内氢键的增强机制,并且6-HB和7-HB分子比5-HB分子更容易且更快发生ESIPT过程。分子内氢键环的尺寸越大,ESIPT过程越容易发生。但是当分子内氢键环的大小足够大时,分子内氢键环大小的增加对ESIPT过程几乎没有影响。此外,讨论了取代基效应对2-（5-羧基苯基）-2-羟基苯基)苯并噻唑（CHBT）和（Z）-4-（7-羟基-2,3-二氢-1H-茚-1-基）-1,2-二甲基-1H-咪唑-5（4H）-酮（o-LHBDI）的质子转移过程的影响。在4R-CHBT（R:-CH₃,-OH,-COOH,-CF₃,-CN）中,分析了结构参数,红外（IR）振动光谱以及势能曲线。表明质子转移过程不可能在基态下发生,但很容易在激发态下进行。吸电子基团（R:-COOH,-CF₃,-CN）的引入使ESIPT过程更难发生,而供电子基团对CHBT的ESIPT势垒几乎没有影响。在4R-o-LHBDI（R:-OH,-NH₂,-CN,-CF₃,-NO₂）中,通过对几何结构,红外振动光谱,电子密度和Mulliken电荷进行分析,吸电子和供电子基团在C₄位上取代时增大了激发态分子内质子转移的反应势垒。