На основе теории функционала плотности с помощью метода решеточной динамики в квазигармоническом приближении впервые комплексно исследованы фазовые взаимоотношения в одной из ключевых петрологических систем, CaSiO3, в интервале давлений 0–100 ГПа и температур 0–2500 K. Результаты исследований показали, что при атмосферном давлении и 0 K CaSiO3 стабилен в структуре волластонита, который выше температуры 1250 K переходит в высокотемпературную модификацию псевдоволластонит. Выше давления 4 ГПа CaSiO3 стабилизируется в структуре брейита. Линия фазового равновесия имеет отрицательный наклон к оси давления с dP/dT = -0.6 МПа/K. При 8 ГПа CaSiO3 распадается на ассоциацию, Ca2SiO4-ларнита и CaSi2O5 со структурой титанита. Линия фазового равновесия имеет положительный наклон к оси давления с dP/dT = 1.35 МПа/K. При давлении 13 ГПа Ca2SiO4-ларнит реагирует с CaSi2O5, образуя фазу со перовскитоподобной структурой – CaSiO3-перовскит. Давление данного фазового перехода практически не зависит от температуры. В низкотемпературной области Ca-перовскит стабилен в тетрагональной модификации CaSiO3-I4/mcm. Выше 340 K при 13 ГПа Ca-перовскит стабилизируется в кубической модификации CaSiO3-Pm3m . С увеличением давления до 100 ГПа, температура фазового перехода возрастает до 755 K.