上海交通大学学科建设覆盖广泛，涵盖数学、物理学、化学、生物学等基础学科，以及机械工程、材料科学与工程、电子科学与技术等工程技术领域。在信息通信与控制科学领域，学校在计算机科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程方面拥有深厚实力。土木工程、化学工程与技术、船舶与海洋工程等工程学科亦是该校的强项。工商管理学科则在管理科学领域独具特色。

国家一级重点学科方面，力学、动力工程及工程热物理、船舶与海洋工程、机械工程、控制科学与工程、生物医学工程、材料科学与工程、计算机科学与技术、管理科学与工程是上海交通大学的顶尖学科。

国家二级重点学科则包括凝聚态物理、光学、遗传学、生物化学与分子生物学、电磁场与微波技术、通信与信息系统、病理学与病理生理学、儿科学、外科学（骨外、整形）、口腔临床医学、内科学（心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病）等，涵盖了医学、生物学、化学等领域的多个分支。

此外，上海交通大学还着重培育应用数学、精密仪器及机械、电力系统及其自动化、信号与信息处理、神经病学、口腔基础医学、企业管理等学科，旨在进一步提升学校的学科综合实力，推动学科创新发展。