地球与海洋科学专业是加州理工学院最强的十大专业之一，在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院地球与海洋科学排名第6。该专业要求有系统而扎实的数学、物理基础，掌握海洋科学基本理论、现代海洋调查和资料分析技术以及计算机应用与信息处理技术。该专业主要课程：高等数学、大学物理、理论力学、流体力学、海洋学、海洋调查、物理海洋学、卫星海洋学、海洋要素计算、大气科学概论、动力气象等。

加州理工学院物理学和天文学在2022年QS世界大学学科排名中，位列第7。物理学和天文学专业研究领域包括实验基本粒子物理学、理论基本粒子物理学、核物理学、观测天体物理学、理论天体物理学、宇宙学、引力波天文学、凝聚态物理以及量子光学和信息等。据maigoo编辑了解，物理学和天文学专业所在的物理学系开发并运营着世界领先的天文台，这些天文台可以观测到每一个波长，教会学生从这里到宇宙的最远处和第一秒的现象。

在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院化学工程排名第9。该专业课程设置：化学反应工程学、传递现象、生物分子工程学、化学系统动力学与控制、电子材料处理、化学工程实验室与化学工程设计实验室、半导体光电化学的原理和应用等。该专业的毕业生可以凭借所掌握的化学工程学的知识和实践能力在石油化工工程、生物医学工程、生物化学工程、电子材料工程、研究及发展工程、咨询工作、法律领域、医学等领域从事相关工作。

在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院化学排名第10。化学专业是加州理工学院热门专业，设置在化学与化学工程学院。该专业课程包括化学物理、有机化学、无机化学、电化学、有机金属化学、生物化学和分子物理理学等。据买购小编了解，加州理工学院在20世纪的在化学方面的学术成就：30年代，鲍林进行有关化学键性质的研究，奠定分子生物学的基础。1954年获得诺贝尔化学奖（1962年再获得和平奖）。

加州理工学院的电气电子工程专业，非常引人注目。在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院电气电子工程排名第12。该专业研究内容有：网络与通信，通信系统，集成电路与电力电子，能源与环境，编程环境，生物电气与生物医学工程，生物-电气工程与计算机科学，数据科学，图形与媒体交互，交换网络与大规模系统，并行处理，纳米系统、设备与材料，超大规模集成电路与系统，固态设备与纳米技术，能源科学与工程，成像与信息处理等。

生物科学专业由生物工程学部开设，可作为任何生物学领域的研究生学习或进入医学研究的基础，课程工作强调生物体更普遍和基本的特性，以及当前研究兴趣的领域，而不是生命科学中传统的不同领域。在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院生物科学排名第13。加州理工学院在20世纪生物科学方面的学术成就：1986年，生物学家胡德发明了脱氧核糖核酸序列分析器（DNA Sequemtor）。为止到2013年人类基因项目主要依靠这种仪器来解析基因序列。

在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院机械、航空与制造工程排名第15。机械工程专业是加州理工学院王牌专业，以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的全部理论和实际问题。该专业研究内容有：感知与控制的系统分布、地质力学的计算、贫氢火焰、湍流Buoyant流体、活性材料、多相流体的震波等。

材料科学专业研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系。该专业设置有材料过程模拟研究中心（MSC）。该专业学习的课程内容主要有材料技术、生物工程材料、微结构与力学性能、电子材料工程、纳米结构、能源材料、电子与光子材料、材料科学与工程、化学、物理学、物理化学、材料物理化学等。在2022年QS世界大学学科排名中，加州理工学院材料科学排名第17。

加州理工学院数学理科学士专业是四年制理科学士项目，旨在为学生提供对当代数学的广义的理解。该专业的主要课程包括有数学、应用数学、分析数学等。加州理工学院数学在2022年QS世界大学学科排名中，位列第17。加州理工学院在20世纪的学术成就简要罗列如下：20-30年代，地质学家伍德发明了地震仪，物理学家里查和数学家伽坦堡发明了地震强度等级（the Richter Scale）。他们把地震学发展成为一门国际性学科。

加州理工学院环境科学在2022年QS世界大学学科排名中，位列第24。环境科学专业属于理科，主要运用生物学、物理学、化学、医学、工程学、数学、经济学、社会学等多个学科的综合知识对环境问题进行系统研究，探索全球范围内的环境演化规律，人类活动与自然生态之间的关系，环境变化对人类生存的影响以及区域环境污染的防治和管理。主要研究方向：能源环境、地质与地球环境、城市大气环境等。