本校於民國44年創校之始，即設有物理學系及化學系，先後於51年、55年成立數學及心理兩系，至此理學院架構已成。為加強研究，63年成立應用物理及應用化學研究所；69年，本校奉准改制為大學，正式設立理學院。

72年化學研究所博士班成立；73年應用數學研究所碩士班成立，77年心理學研究所碩士班成立；應用物理研究所及數學所博士班分別於81年及84年成立。化學系大學部分為「化學組」及「材料化學組」，並成立化學研究所碩士在職專班；91年成立生物科技學系，數學系更名為應用數學系(所)，大學部分為「數學學程」、「統計學程」、「資訊科技學程」。95年物理系大學部分為「物理組」、「光電與材料科學組」並成立「應用數學研究所碩士在職專班」；96年 成立「奈米科技碩士學位學程」。理學院共有五個學系、五個碩士班、一個碩士學位學程、三個博士班、二個碩士在職專班及六個研究中心。

本院不僅支援全校微積分、物理、化學等基礎課程教學，並提供從事基礎科學研究優良之園地。為配合產業脈動與人才需求概況，理學院推動就業學程及產業參訪，將理論與實務結合以達成學用合一目標。目前設立7個就業學程，包括「富邦人壽就業學程」、「南山人壽就業學程」；「晶彩科技就業學程」、「佰鴻工業就業學程」、「合晶科技就業學程」、「PSA華科慈善基金會就業學程」及「葡萄王生技就業學程」。其中「佰鴻工業就業學程」更提供學生境外實習機會，以拓展學生國際視野。