在中国科学技术大学，数学系和物理学院设有多个专业方向。物理系专注于基础物理学的研究，近代物理系则关注现代物理学的前沿探索，而天文与应用物理系则将天文学与物理应用相结合。生命科学学院下设多个研究领域，包括分子生物学与细胞生物学系、神经生物学与生物物理学系、系统生物学系和医药生物学系，为学生提供了广泛的生物科学研究机会。

信息科学技术学院涵盖了电子工程与信息科学系、自动化系、电子科学与技术系和信息安全专业，为学生提供了从硬件到软件、从技术到安全的全面教育。计算机科学与技术学院则培养具备计算机科学理论基础和实际应用能力的人才。

人文与社会科学学院则注重跨学科的融合，外语系、科技史与科技考古系、科技传播与科技政策系等专业为学生提供了人文社科领域的学习机会。此外，人文素质教学研究部、马克思主义理论教学研究部、科技哲学教研部、体育教学部、国际发展研究所、现代艺术中心、少年班学院等机构也为学生提供了多样的学习和研究平台。

化学与材料科学学院设有化学物理系、材料学与工程系、化学系、高分子科学与工程系和化学试验教学中心，旨在培养化学与材料领域的专业人才。

工程科学学院则包括近代力学系、精密机械与精密仪器系、热科学和能源工程系、安全科学与工程系等专业，为学生提供了工程科学领域的教育。

管理学院则设有工商管理系、管理科学系、统计与金融系等专业，培养具有管理学知识与技能的人才。

核科学技术学院和软件学院则专注于相关领域的高级研究和人才培养。继续教育学院和网络教育学院则为在职人员提供继续教育机会，而苏州研究院和上海研究院则致力于科技创新与成果转化。