Κεντρικός στόχος του Προγράμματος Σπουδών είναι η απόκτηση άρτιας κατάρτισης στα Μαθηματικά, τη Φυσική και τη Μηχανική, απαραίτητο στήριγμα των μετέπειτα επιστημονικών εφαρμογών, η παροχή των γνώσεων και η ανάπτυξη των δεξιοτήτων που απαιτούνται για την αντιμετώπιση των πολύπλοκων προβλημάτων που ανακύπτουν στο πλαίσιο διαφόρων παραγωγικών δραστηριοτήτων.
Στα πρώτα τέσσερα εξάμηνα των σπουδών στη Σχολή παρέχονται οι βασικές γνώσεις Μαθηματικών, Φυσικής, Μηχανικής και Πληροφορικής. Προσφέρονται επίσης μαθήματα Φιλοσοφίας, Ιστορίας και Φιλοσοφίας της Επιστήμης, Οικονομικών Επιστημών, Δικαίου και Ξένων Γλωσσών. Από το πέμπτο εξάμηνο, οι φοιτητές επιλέγουν μια από τις ακόλουθες δυο κατευθύνσεις:
- Κατεύθυνση Μαθηματικού Εφαρμογών
- Κατεύθυνση Φυσικού Εφαρμογών
Η επιλογή της κατεύθυνσης είναι προϊόν ώριμης και τεκμηριωμένης σκέψης εφόσον γίνεται μετά από δύο έτη συστηματικής έκθεσης σε διάφορα γνωστικά αντικείμενα. Οι δύο κατευθύνσεις διαχωρίζονται, με διαφορετικά μαθήματα ειδικότητας η κάθε μία. Ο αριθμός των κατ' επιλογή υποχρεωτικών μαθημάτων αυξάνει σταδιακά από το 5ο μέχρι το 9ο εξάμηνο. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στο φοιτητή και στις δύο κατευθύνσεις, να αποκτήσει εμβάθυνση σε συγκεκριμένες επιστημονικές περιοχές.
Στην κατεύθυνση του Μαθηματικού Εφαρμογών εκτός του βασικού μαθηματικού υπόβαθρου που αποκτούν οι φοιτητές δίνεται έμφαση και στην Μαθηματική Μοντελοποίηση, τα Υπολογιστικά Μαθηματικά, την Εφαρμοσμένη Στατιστική, τις Στοχαστικές Διαδικασίες, τα Οικονομικά Μαθηματικά, την Υπολογιστική Μηχανική και τις εφαρμογές της Μηχανικής.
Η κατεύθυνση του Μαθηματικού Εφαρμογών περιλαμβάνει τις παρακάτω ροές:
- Εφαρμοσμένη Ανάλυση
- Στατιστική
- Μαθηματικά Πληροφορικής
- Εφαρμοσμένα Μαθηματικά - Μηχανική.
Στην κατεύθυνση του Φυσικού Εφαρμογών δίνεται έμφαση σε τεχνολογίες αιχμής όπως νέα Τεχνολογικά Υλικά, Οπτοηλεκτρονική και Λέιζερ, Ηλεκτρονική Φυσική, Πυρηνική Φυσική, Φυσική Υψηλών Ενεργειών, Φυσική Συμπυκνωμένης ύλης, Βιοϊατρικές εφαρμογές της Φυσικής, Υπολογιστική και Θεωρητική Φυσική.
Η κατεύθυνση του Φυσικού Εφαρμογών περιλαμβάνει τις παρακάτω ροές:
- Υπολογιστική και Θεωρητική Φυσική
- Πυρηνική Φυσική και Στοιχειώδη Σωματίδια
- Οπτοηλεκτρονική και Λέιζερ
- Φυσική των Υλικών
- Μηχανική των Υλικών
Και οι δύο κατευθύνσεις υποστηρίζονται από Εργαστήρια Φυσικής και Μηχανικής, που λειτουργούν ήδη επί σειρά ετών καλύπτοντας τις εκπαιδευτικές ανάγκες όλων των Σχολών ειδικότητας Μηχανικών του ΕΜΠ. Ορισμένα από αυτά έχουν παράλληλα αναπτύξει ισχυρούς δεσμούς με τη βιομηχανία, υλοποιώντας ειδικευμένα προγράμματα πρότυπων δοκιμών και ευρέος φάσματος υπηρεσίες προς το Δημόσιο και ιδιωτικό τομέα. Υποστήριξη παρέχεται επίσης από τα Εργαστήρια Υπολογιστών της Σχολής.
Οι φοιτητές που επιθυμούν να ακολουθήσουν μια καριέρα στο χώρο της εκπαίδευσης, παρακολουθούν ένα πλήρες πρόγραμμα παιδαγωγικών μαθημάτων αναγκαίων για μια ολοκληρωμένη συγκρότηση ενός σύγχρονου παιδαγωγού.
Στο Πρόγραμμα Σπουδών εντάσσεται ως θεσμοθετημένη διαδικασία εκπαίδευσης η Πρακτική Άσκηση των φοιτητών, η οποία πραγματοποιείται σε εταιρείες, οργανισμούς, ιδρύματα., κ.λπ. ώστε οι φοιτητές να αποκτήσουν εμπειρία εργασιακών χώρων.
Απαραίτητη για την απόκτηση διπλώματος είναι η εκπόνηση Διπλωματικής Εργασίας στο 10ο εξάμηνο των Σπουδών.