理学院现有应用数学与能源数据科学和能源物理科学与技术2个交叉学科博士点，数学、统计学、物理学、光学工程、4个硕士学位授权一级学科，应用统计、光电信息工程2个专业学位硕士点。现有博士生导师9人，硕士生导师60人，在读研究生336人。
数学
数学学科起源于1953年建立的北京石油学院数学教研室。2001年开始跨学科培养硕士研究生，2003年设立计算数学、应用数学二级学科硕士点，2006年获数学一级学科硕士学位授予权，2020年获应用数学与能源数据科学交叉学科博士学位授予权。
数学一级学科硕士学位授权点具有理学硕士学位授予权，设有基础数学、计算数学、应用数学、运筹、控制与优化、数据科学与信息安全5个研究方向。本专业目前拥有硕士生导师27名，其中教授7名，副教授16名。该专业导师队伍学术造诣较高，学术思想活跃，在现代分析理论方法及其应用、图像处理与海洋环境数值模拟、数据安全与量子信息、科学计算与能源数值模拟、能源大数据处理与智能分析等数学及其交叉领域开展了相关工作，具有良好的科研基础设施，形成了数学学科的特色与优势。学科数学基础研究与应用研究协调并重，紧密围绕国家战略需求，取得了一批重要研究成果。近5年承担国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等国家级课题20余项，承担山东省自然科学基金等省部级课题50余项。在《SIAM Journal on Scientific Computing》、《Applied Mathematics Letters》、《中国科学》、《计算数学》等国内外重要学术刊物上发表论文600余篇，其中SCI论文300余篇（含一区论文20余篇，二区论文80余篇）。
本专业学制3年。主要专业基础课程和专业选修课程有：泛函分析、矩阵计算、代数学、复分析基础、高等数值分析、微分方程、运筹学、反应扩散方程理论、有限元方法、多元迭代分析、量子信息与量子计算、数据同化、神经网络等。
本专业培养的毕业生可以在企事业单位、科研院所、高等学校等部门从事数据产品研发、科学研究、教学等工作。
统计学
2012年我校获得统计学一级学科硕士学位授予权，可授予理学硕士和经济学硕士学位。统计学一级学科设有数理统计、随机微分方程及其统计推断、统计机器学习3个研究方向。
本学位点由全国百篇优秀博士论文获得者、汤森路透2014-2017年全球高被引科学家、爱思唯尔2014-2017年中国高被引学者蒋达清教授担任负责人。现有硕士生导师8名，其中教授2名，副教授5名，讲师1名，全部具有博士学位。自2012年本学科获批建设以来，统计学相关教师发表科研论文164于篇，其中SCI一区论文6篇、二区论文56篇，高被引论文5篇，热点高被引论文1篇。获批国家自然科学基金10项，省部级科研项目8项。获省部级科研成果奖1项。该专业导师队伍学术造诣较高，学术思想活跃，在统计学及其相近领域开展了相当的工作，具有良好的科研基础设施，形成了我校统计学的特色与优势。
本专业学制3年。主要学位课程有：高等数理统计、机器学习与数据挖掘、随机过程理论、数值优化、时间序列分析、多元统计分析等。
本专业培养的毕业生可以在科研院所、高等学校等部门从事科研、教学、技术开发等工作。
物理学
物理学一级学科是中国石油大学重点建设的基础学科之一。本学科始建于 1953年，1982、1990、2003年先后获批物理学史、无线电物理和理论物理硕士学位授权二级学科，2006年获批物理学硕士学位授权一级学科，2020年设立“能源物理科学与技术”交叉学科博士点。学科立足物理学发展前沿，紧密结合石油等能源领域开展相关物理方法和应用技术研究，为培养“物理+能源”特色的高层次人才提供支撑。学科现有教师75人，其中教育部新世纪人才1人、教授8人、副教授35人、具有博士学位人员57人。学科拥有国家级一流专业建设点1个，国家级一流课程 1门，省级一流课程2门。拥有 1个省部级实验室和 1个省级实验教学示范中心，设备总值超过2000万元。近五年承担国家自然科学基金、国家重大研发计划子课题等科研项目70余项，年均到位科研经费 510余万元。学科注重国际交流与合作，已与英国曼彻斯特大学、加拿大滑铁卢大学等在学生培养和科学研究方面建立了良好的合作关系。
经过多年的发展，物理学一级学科构建了“物理+能源”特色的研究生培养体系，形成了物理场探测方法与技术、能源物理理论与技术、凝聚态物理、理论物理4个稳定的培养方向，成为物理和能源领域重要的科学研究和高层次人才培养基地。本学科培养坚持党的基本路线，具有国家使命感和社会责任心，遵纪守法，身心健康，具备一定的批判性思维和创新性思维，具有“物理+能源”特色，物理基础理论厚重，专业培养方向实用，适应国家能源发展战略需求，物理学与能源工程应用相结合的复合型硕士研究生人才。本学科毕业生能够在教育部门、科研机构、高新技术企业、工程技术领域从事教学、科研、技术开发、管理等工作。
近年来，物理学科共培养硕士研究生100余人，其中有4名研究生的学位论文获省级优秀硕士学位论文，5名研究生获“中国石油大学学术十杰”称号。本学科的主要学位课程有：高等量子力学、高等电磁理论、物理场中的计算方法，多孔介质物理学、高等油气藏物理、计算凝聚态理论，物理学中的群论等。
光学工程
2010年我校获批光学工程一级学科硕士点，具有工学硕士学位授予权，该一级学科设有光传感与光电探测技术、新型光电材料与器件、现代光信息处理技术3个研究方向。
该学科现有教授1名，副教授12名，具有博士学位人员20人。近几年承担国家自然科学基金、国家重点研发计划子任务等项目20余项，荣获省部级科技奖励4项，授权国家发明专利5项。在《Optics letters》、《Optics Express》、《Applied Optics》、《J. Opt. Soc. Am. B》、《J. Opt. Soc. Am. A》、《Chinese Optics Letters》、《J. Mod. Opt.》、《Int. J. Theor. Phys.》、《Commun. Theor. Phys.》、《Chin. Phys.》、《中国科学》、《物理学报》、《中国激光》、《光学学报》等国内外重要学术刊物上发表论文100余篇，其中被SCI收录50余篇，被EI收录30余篇。该专业导师队伍学术造诣较高，学术思想活跃，在光学工程前沿领域开展了一定的研究工作，具有良好的科研基础设施，形成了我校光学工程学科的特色与优势。
本专业学制3年。主要学位课程及必修环节有：高等光学、光电检测技术及系统、半导体物理、光谱学与光谱技术、光电功能材料、光学信息处理、光学工程专业综合实验等。
本专业培养的毕业生可以在光电企业、科研院所、高等学校等部门从事产品研发、科学研究、教学等工作。
应用统计
2018年我校获得应用统计专业硕士学位授予权。应用统计设有随机微分方程及其统计推断、数据科学与金融统计、大数据处理与分析3个研究方向。
本学位点由全国百篇优秀博士论文获得者、汤森路透2014-2017年全球高被引科学家、爱思唯尔2014-2017年中国高被引学者蒋达清教授担任负责人。现有硕士生导师6名。
本专业学制3年。主要学位课程有：高等数理统计、机器学习与数据挖掘、Python语言与数据分析、多元统计分析、数值优化等。
本学位点培养统计背景强，系统掌握数据分析、处理和开发技能，具备熟练应用计算机处理分析数据的能力，可在数据分析企业、机关事业单位、科研院所从事统计调查咨询、数据分析、信息管理、决策支持等工作的高层次应用人才。
光电信息工程
电子信息类别光电信息工程领域是光学和现代科学技术相结合的工程技术应用领域，主要面向能源与海洋领域开展光电检测技术、光电信息处理技术、激光及光谱技术、先进光电材料与器件等相关研究工作。在人才培养、科学研究及平台建设等方面形成了鲜明的“光电信息+能源/海洋”特色。在服务于国家能源与海洋战略和山东省、青岛市区域经济发展方面发挥着重要的作用。
本专业基本学习年限为3年。主要学位课程及必修环节有：高等光学、现代光学信息处理技术、光电信息工程创新实验、高等光电检测技术、光电子学、光电材料理论与计算等。
本专业培养具备解决光电信息工程领域复杂工程技术问题、组织工程技术研发与实施的能力，具有高度社会责任感和事业心的高层次、应用型、复合型工程技术和工程管理人才。
