变分蒙特卡罗方法主要物理思想在于：针对特定的量子多体系统，通过物理分析，采用合理的试探波函数来模拟体系的基态或低能元激发，继而通过基于蒙特卡罗方法的数值计算得到并优化体系的能量，以确定变分参数，并在此基础上计算其他物理观测量和研究体系的物理性质。    

量子多体系统的微观状态用包含宏观数目（约为10²³）自变量的波函数来描述。它满足多体薛定谔方程。一般很难通过直接求解薛定谔方程这样一个多自变量的偏微分方程组得到体系的多体波函数。变分方法的思想在于：针对特定的物理系统，选取特定类型的试探波函数来近似地描述系统的基态或低能元激发。该试探波函数中待定的变分参数组的取值，由能量极小值条件来确定。通常物理观测量（如能量）的期望值可以表达为该波函数对全部自变量的积分：

这是一个维度为宏观量级的积分，通常很难通过解析或一般的数值计算来完成，可采用蒙特卡罗方法进行计算。在该方法中，上述积分可以表达为：

式中为某粒子组态在构型空间的概率密度；由算符的具体形式决定，可以理解为在构型下的平均值。蒙特卡罗方法采用重要性抽样的梅特罗波利斯方案来生成一组马尔可夫构型序列，使得在该序列中每个构型出现的概率正比于。因而该构型序列可以看作构型空间的一套样本组，对该样本组的作算术平均即可得到物理量的期望值。

通常构造试探波函数的方法为，由某二次型平均场哈密顿量的基态或低能激发态波函数作为基础，施加包括古茨威勒投影算符和贾斯特罗因子等形式的修正来获取。对于费米体系，这些平均场波函数多为斯莱特行列式或普发菲安形式；对于玻色体系则通常为稽合式。