数学科学学院的前身数学系于1958年由著名数学家华罗庚教授亲自主持创办并任首任系主任，关肇直、吴文俊、冯康、龚昇、王元、万哲先、陆启铿、石钟慈、林群、张景中、陈希孺等一大批知名专家曾在此任教。2011年5月，数学科学学院正式挂牌成立，首任院长为马志明院士。本院为首批全国理科人才培养基地、中国科学院博士生重点培养基地，并获得首批数学一级学科博士学位授予权（涵盖数学所有博士点），2007年获首批一级重点学科，是教育部985、211工程、中科院知识创新工程建设学科。为吸引高水平的学者来我院讲学，学校为本院设立了

1978年3月，在著名科学家的大力倡导下，在党和国家领导人的支持推动下，中国科学技术大学按照中国科学院指示，破格选拔一批成绩优异的少年，创建了少年班。

中国科学技术大学物理学院由物理系、近代物理系、光学与光学工程系、天文学系、工程与应用物理系和物理实验教学中心等单位组成。

目前物理系有物理学、应用物理学（凝聚态物理方向，微电子学与固体电子学方向）两个本科生专业和凝聚态物理、微电子学与固体电子学两个博士点，并设有博士后流动站。其中凝聚态物理是国家重点学科。是自然科学学术期刊《低温物理学报》的所属单位。

近代物理系（4系）1958年创办于北京，时名原子核物理与原子核工程系。首任系主任是赵忠尧院士，严济慈、张文裕、彭恒武、关肇直等知名学者曾任教于此。1961年更名为近代物理系，1970年近代物理系随校迁至合肥。现已成为全国理科人才培养基地之一。

坚持“全院办校、所系结合”的办校方针，着眼于中国天文学科发展以及天文大科学工程等对高端天文人才的需求，坚持育人为本，强化科研育人和实践育人，培养和造就一大批在本学科领域集科学精神、实践能力和创新文化传承为一体的国际一流水平的天文人才。

中国科学技术大学物理学院工程与应用物理系于2018年3月成立。她是以核科学技术和应用物理的前沿研究为导向，以国家重大科学计划和国际重大合作科研项目为牵引，围绕国家重大战略需求而建立的人才培养的重要基地。

中国科学技术大学化学与材料科学学院由化学物理系、应用化学系、化学系、材料科学与工程系、高分子科学与工程系和化学实验教学中心六个单位组成。现任院长为李灿院士，执行院长为刘世勇，学院分党委书记、副院长为闫立峰，副院长为胡水明、邓兆祥、熊宇杰，学院分党委副书记为周小东。

化学物理系是1958年中国科学技术大学成立时, 由著名科学家钱学森, 郭永怀，柳大纲亲自创办的, 旨在培养兼有化学和物理两方面知识结构的复合型人才, 以适应我国发展两弹一星对于物理与化学相结合的交叉学科人才的需求。建系时设高速化学反应动力学和物理力学两个专业。

应用化学系（12系）创建于1982年，历经1997年化学与材料科学学院成立及后续学科发展，逐渐形成了以应用化学、环境化学、辐射化学、感光化学、材料化学等学科方向为主体的特色系。该系曾培养了包括杨培东、何川、段镶锋、殷亚东、孙玉刚、崔屹、黄昱等国际著名化学家在内的一大批优秀校友，具有广泛的国际知名度。2001年应当时的基础学科发展要求，应用化学系的学科方向分别并入化学系、高分子科学与工程系和材料科学与工程系。

中国科学技术大学材料科学与工程系是应国民经济与现代科学技术发展的需求于1987年成立。(其中高分子化学与高分子物理二个专业于1996年分出组建高分子科学与工程系)。材料科学与工程是伴随新技术、新材料飞速发展而诞生的一门新兴学科，主要研究材料的合成、制备技术、组成、结构、性能和应用及其相互间的关系和变化规率。

化学系成立于1997年，现有无机化学、有机化学、分析化学和化学生物学四个学科方向，化学为国家一级重点学科。现有教职员工共57人，包括教授27人，特任教授4人，特任研究员2人，副教授19人。教授中有中国科学院院士2人。诺贝尔化学奖获得者 J. M. Lehn教授和美国化学会前主席R. Breslow 教授担任名誉教授，17名国内著名学者受聘担任兼职或客座教授。

1958年中国科学技术大学建校时就成立了高分子化学与物理系，是我国高校中第一个成立的高分子系，分为有机合成、高分子化学、高分子物理化学和高分子物理四个专业。1959年合并为高分子化学和高分子物理两个专业。

中国科学技术大学工程科学学院由近代力学系、精密机械与精密仪器系、热科学和能源工程系、安全科学与工程系组成。学院设有理论与应用力学、机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、能源与动力工程、安全工程5个本科专业，其中理论与应用力学专业为国家理科人才培养基地；力学为一级学科国家重点学科，安全科学与工程为国家重点学科，仪器科学与技术为省重点学科，动力工程与工程热物理为省重点学科；力学、仪器科学与技术、动力工程及工程热物理为一级学科博士学位授权点，机械工程为一级学科硕士学位授权点；学院还设有力学、仪器科学与技术、动

本系全名为近代力学系，由著名科学家钱学森先生于1958年亲自创建，任首届系主任。60多年来，中国科大力学系毕业生中获选两院院士的有白以龙、徐建中、王自强、杜善义、吴有生、杨秀敏、范维澄、刘连元、任辉启、陈学东、刘合、陆夕云、汤超共计13位。毕业生服务于国防领域并晋升将军的有焦安昌、沈庆、敬应龙、周从直、吴宗淼、杨秀敏、陈作斌、胡成行、曹保榆、朱石坚共计10位。