理学院的前身是基础教学部，建于1960年。学院拥有光电子物理与器件和生物医学化学与传感2个二级学科博士点，数学、物理学、化学3个一级学科硕士点，应用数学、基础数学、运筹学与控制论、概率论与数理统计、凝聚态物理、光学、理论物理、化学等8个二级学科硕士点和化学工程专业学位授权点，以及数学与应用数学、应用物理学、应用化学3个本科专业。学院现研究生470人，本科生649人。

学院拥有一批教学优秀、事业心强的师资队伍，现有教职工125人，其中正教授26人（含兼职）、副教授36人，拥有上海高校教学名师2人，博士生、硕士生指导教师60余人。近年来，学院多次获得市优秀教学成果奖和市优秀教材奖，主持或承担多个国家自然科学基金资助项目、市基金项目和曙光计划项目，总科研经费1000余万元。近三年发表论文600余篇，其中SCI收录300余篇。学院组织学生参加全国大学生和研究生数学建模竞赛多次获全国一、二等奖和上海市一等奖。

在田家炳基金会的资助下，学院设立了田家炳奖学金。