理学院成立于1993年，目前设有数学、物理、化学、生物学等四个学系和海洋生物研究所、生物医药与先进材料研究中心两个科研机构。
现在校博士研究生44人，硕士研究生367人，本科生797人。
现教职员工 117人，其中专任教师80人，全职教授39人(含一名杰出青年基金获得者，两名珠江学者特聘教授)；46名教师有留学或出国进修的经历，占教师比例58%；67名教师有博士学位，占教师比例84%，其中有26名教师的博士学位是在英美等国家或地区获得。
理学院围绕“明理笃行、博识专能”的培养理念，实施以学生为中心、可适应性的人才培养模式，推行多学科交叉的探究式教学方法，培养具有高度社会责任感和良好职业操守，具备宽厚的理科基础、优秀的专业素养、科学的探索精神及明辨的思维能力的理科专业人才。
数学系是最早创立系之一，1984年开始招生；1993年成立汕头大学数学研究所（王梓坤院士担任所长）；1995年广东省数字图象处理技术重点实验室在数学系建成（石钟慈院士任主任）。数学学科一直是汕头大学“211工程”一期和二期重点建设学科；拥有基础数学博士点，应用数学和基础数学两个硕士点；2007年，基础数学被评为广东省重点学科。
数学系有教师22人，教授10人（博导8人），有20位具有博士学位。另外，有多位教师分别获得“全国模范教师”、“李嘉诚基金会卓越教学奖”、“广东省高校教学名师”等称号。
近5年，教师主持1项中央财政专项项目，主持国家和省部级以上项目36项，经费达450余万；获省部级以上科研成果奖3项。在SCI期刊上发表论文130多篇。
物理系是汕头大学最早创立的系之一，本科招生专业是“应用物理”，下设“光电子技术与通信”和“信息功能材料”两个方向，在校本科生约240人。物理系培养的本科生就业率名列前茅，2011的初次就业率高达97.92%，此外，物理系的学生在社会上广受用人单位好评。
现有教职工22名，其中教授6名，副教授7名，讲师2名，教辅人员7名。具有博士学位和具有海外教育背景的教师分别占教师总数的73%和60%，师资力量雄厚。
现有“光学工程”一级学科硕士点和“材料物理与化学”硕士点，在读硕士生约40人。物理系未来几年的发展方向是争取“光学工程”一级学科博士点，建设本科－硕士－博士多层次人才培养体系。物理系现有实验面积超过3000平方米，设备资产总额超过1500万元，物理系有很好的办学条件。
物理系办学思路是：加强本科教育，发展研究生教育；积极引进高层次人才，加快教学、科研基础设施建设。物理系将以“强基础、宽口径、高素质、重能力”为特色，为祖国建设事业培养具有良好社会道德的人才。
化学系以培养本科生（理科应用化学专业）和硕士研究生（理、工）为主。教职员工24名，其中教授11名，包括“国家杰出青年科学基金”获得者李丹教授和“新世纪优秀人才”黄晓春教授，副教授4名，讲师2名，高级实验师4名，实验师2名。现有工业催化（工科）、应用化学（工科）和化学（理科）3个硕士学位授权点。研究领域涉及到无机化学、有机化学、超分子化学、理论化学等多学科交叉领域。近年来科研成果丰硕，科研经费高达2000多万元，以汕头大学化学系作为第一通讯单位在如Coordin. Chem. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际高档次期刊（IF > 4.0）上发表的论文共计60余篇。
生物系是一个以教学、科研为主的教学系，现有教职工20人，其中教授5名（博导3名），包括“国家杰出青年科学基金”获得者杨增明教授和“教育部新世纪优秀人才”获得者章跃陵教授，具有博士学位者9人。学系目前拥有“本科/硕士/博士”完整的教学体系，包括生物技术本科专业1个（包括“应用生物化学与食品安全”、 “海洋生物技术与药物开发”2个培养方向）、生物学一级硕士点1个、生物化学与分子生物学以及海洋生物学博士点2个。近5年，学系教师主持包括“973”、国家自然科学基金项目在内的国家级项目14项，省部级项目近30项，到位经费逾2000万元，所获研究成果在J Biol Chem、Endocrinology、J Proteome Res、RNA、Int J Hydrogen Energ、Fish Shellfish Immunol等SCI期刊上发表论文近50篇。