先進理工学部では自然科学を基礎として「物質」「生命」「システム」をキーワードに先進的な研究・教育を展開。ナノテクノロジー、新エネルギー、環境、バイオテクノロジー、創薬など、時代の最先端を行く新領域のテーマに取り組みます。具体的には、1年次から学科ごとに専門分野を学習。それぞれの分野のスペシャリストに成長するための基礎知識をしっかりと身につけます。一方、学部共通のカリキュラムでは物理や化学、生命科学、数学、情報といった科目を学び、専門知識の修得を支える基礎学力を徹底して養います。また、国際的なフィールドで活躍するために不可欠な語学力や倫理、知的財産、技術政策といった教養の修得にも力を注ぎます。さらに本学部では大学院への進学を推奨しており、よりレベルの高い研究を通じて、さまざまな領域において新しい価値を創造できる研究者・技術者の育成をめざしています。なお、学部入試は、学科毎に募集しますが、理科パターン（物理・化学・生物から2科目選択）が同じであれば、第2志望学科を選択することができます。

先進理工学研究科では、社会的貢献と新たな学問領域の開拓を目的に、物理学及応用物理学、化学・生命化学、応用化学、生命医科学、電気・情報生命、生命理工学、ナノ理工学の7つの専攻を設置。学部と密接に連携しながら、より高度な教育・研究を展開し、最先端領域で活躍できる人材の育成をめざしています。本研究科の所属教員は、これまでに高水準の学術的研究成果を社会に対して数多く発信してきました。また、文部科学省の21世紀COEプログラムやグローバルCOEプログラム、さらに文部科学省科学技術振興調整費戦略的研究拠点プログラムといった大規模な研究プロジェクトを遂行するなど、さまざまな分野において国内外の研究をリードしてきた実績があります。こうした研究・教育環境を基盤に、最高水準の研究拠点として、最先端テクノロジーやエンジニアリングの開発、新物質の創製などに関する高度な研究を推進しています。さらに欧米やアジアの大学との相互連携を積極的に進め、国際的な大学院としての地位の確立をめざしています。また、2010年4月より3つの共同専攻が全国に先がけて開設され、研究分野が一層広がります。