学院：生物科学学院、工程与应用科学学院、化学与化学工程学院、地质学与行星科学学院、物理学、数学与天文科学学院、人文与社会科学学院。
研究中心： 红外线过程分析研究中心(IPAC)、天文学研究中心、材料过程模拟研究中心(MSC)、高级计算研究中心(CACR)、工业关系研究中心、计算机资源研究中心、计算机科学部、生物工程学部、分子科学实验室、喷气推进实验室(JPL)等科研机构。
专业设置：航空学、天体物理学、天文学、材料科学、周围工程学、机械工程学、化学工程学、土木工程学、计算与神经系统学、计算机科学、电机工程学、地震学、地震工程学、生物学、分子生物学、神经科学、地质学、行星科学、化学、物理学、数学、应用物理学、控制与动态系统、管理学、经济学、社会学、人文与社会科学、人类学、历史、语言与文学、地球物理等数十种。
理工类专业设置有：数学(PhD)、应用数学(PhD)、物理(PhD)、应用物理学(PhD)、天文学(PhD)、计算机科学(MS、PhD)、宇宙化学(MS、PhD)、地球生物学(PhD)、地球化学(MS、PhD)、地球物理学(MS、PhD)、地质学(MS、PhD)、行星科学(MS、PhD)、航天学(MS、PhD)、应用力学(MS、PhD)、土木工程(MS、PhD)、化学(PhD)、化学工程(MS、PhD)、生物学(MS、PhD)、细胞生物学和生物物理学(PhD)等。
重点学科：加州理工最著名的学科，首推物理，其次是工程、化学、生物、天文学和地质学。这里的每一位大学生，不论主修什么，都要修读5个学期的数学和物理、2个学期化学和1个学期的生物。除了科学之外，还要完成12门人文社会科学课程。经济与政治学也是加州理工的强项。
研究生专业有：应用数学、物理、应用物理、天文学、计算机科学、宇宙化学、地球物理学、地球化学、地球生物学、地质学、数学、行星科学、航天学、应用力学、土木工程、化学、化学工程、生物学、细胞生物学、生物物理学等。
