charmm-voimakenttiä proteiineille ovat: united-atom (joskus kutsutaan pidennetyksi atomiksi) CHARMM19, all-atom CHARMM22 ja sen dihedraalipotentiaalikorjattu muunnos CHARMM22 / CMAP, sekä myöhemmät versiot CHARMM27 ja CHARMM36 sekä erilaiset muunnokset kuten CHARMM36m ja CHARMM36IDPSFF. CHARMM22-proteiinin voimakentässä atomien osittaisvaraukset johdettiin kvanttikemiallisista laskelmista malliyhdisteiden ja veden vuorovaikutuksista. Lisäksi CHARMM22 on parametrisoitu TIP3P eksplisiittiseen vesimalliin. Siitä huolimatta sitä käytetään usein implisiittisten liuottimien kanssa. Vuonna 2006 CHARMM22/CMAP: n erikoisversio korjattiin yhdenmukaiseen käyttöön implisiittisen liuottimen gbsw kanssa.

CHARM22-voimakentässä on seuraava potentiaalienergiafunktio:

V = ∑ b o n d s-k b – ( b − b 0 ) 2 + ∑ a n g l e s k θ ( θ − θ 0 ) 2 + ∑ d i s s a k r a l s k ϕ + ∑ i m p r o p e r s k ω ( ω − ω 0 ) 2 + ∑ U r e y − B r a d l e y k u ( u − u 0 ) 2 + ∑ n o n b o n d e d ( ϵ + q i q j ϵ r i j ) {\displaystyle {\begin{aligned}V=&\sum _{joukkolainat}k_{b}(b-b_{0})^{2}+\sum _{näkökulmista}k_{\theta }(\theta -\theta _{0})^{2}+\sum _{dihedrals}k_{\phi }\\&+\sum _{impropers}k_{\omega }(\omega -\omega _{0})^{2}+\sum _{Urey-Bradley}k_{u}(u-u_{0})^{2}\\&+\summa _{nonbonded}\left (\epsilon \left+{\frac {q_{i}q_{J}}{\epsilon R_{ij}}}\right)\end{aligned}}}

sidos -, kulma -, dihedraali-ja bondoimattomat termit ovat samanlaisia kuin muissa voimakentissä, kuten meripihkassa. CHARMM-voimakenttään sisältyy myös epätarkka termi, joka selittää tason ulkopuolisen taivutuksen (joka pätee kaikkiin neljän atomin joukkoihin, jotka eivät ole peräkkäin sidottuja), jossa K ω {\displaystyle k_{\omega }}

on voimavakio ja ω-ω 0 {\displaystyle \omega − \omega _{0}}

on tason ulkopuolinen kulma. Urey-Bradley-termi on ristikkäistermi, joka selittää 1,3 ei-Bond-vuorovaikutusta, joita ei oteta huomioon bond – ja kulmatermeillä; k u {\displaystyle k_{u}}

on voimavakio ja u {\displaystyle u}

on 1,3 atomin välinen etäisyys.

DNA: n, RNA: n ja lipidien osalta käytetään CHARMM27: ää. Joitakin voimakenttiä voidaan yhdistää, esimerkiksi CHARMM22 ja CHARMM27 proteiinin ja DNA: n sitoutumisen simulointia varten. Myös parametrit NAD+, sokerit, fluoratut yhdisteet, jne., voidaan ladata. Nämä voimakentän versionumerot viittaavat CHARMM-versioon, jossa ne ilmestyivät ensimmäisen kerran, mutta niitä voidaan tietysti käyttää CHARMM-suoritettavan ohjelman myöhempien versioiden kanssa. Samoin näitä voimakenttiä voidaan käyttää muissa niitä tukevissa molekyylidynamiikan ohjelmissa.

vuonna 2009 otettiin käyttöön lääkeaineiden kaltaisten molekyylien yleinen voimakenttä (cgenff). Se ”kattaa laajan valikoiman kemiallisia ryhmiä, joita esiintyy biomolekyyleissä ja lääkkeenkaltaisissa molekyyleissä, mukaan lukien suuren määrän heterosyklisiä tukirakenteita”. Yleinen voimakenttä on suunniteltu kattamaan kaikki kemiallisten ryhmien yhdistelmät. Tämä väistämättä tulee lasku tarkkuus edustaa tietyn alaluokan molekyylejä. Käyttäjiä varoitetaan mackerellin verkkosivuilla toistuvasti käyttämästä cgenff-parametreja molekyyleille, joille on jo olemassa erikoistuneita voimakenttiä (kuten edellä on mainittu proteiineille, nukleiinihapoille jne.).

CHARMM sisältää myös polarisoituvia voimakenttiä käyttäen kahta lähestymistapaa. Yksi perustuu vaihtelevan varauksen (FQ) malliin, jota kutsutaan myös varauksen tasapainotukseksi (CHEQ). Toinen perustuu Drude-kuoreen tai dispersiooskillaattorimalliin.

kaikkien näiden voimakenttien parametrit voi ladata mackerellin verkkosivuilta ilmaiseksi.