日本理学类专业各大院校分支不同，大致分为以下专业：数学、物理学、化学、生物学、农学、天文学、地球行星科学、应用理工学、材料科学。

数学

源自于古希腊，是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门科学。透过抽象化和逻辑推理的使用，由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学的基本要素是：逻辑和直观、分析和推理、共性和个性。

物理学

一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识；更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。由于核子物理学日趋成熟，核能发电不再是蓝图构想，但引致的安全问题也使人们意识到地球的娇弱。

化学

一门研究物质的性质、组成、结构、变化，以及物质变化规律的科学。化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。化学和许多学科有联系，化学知识也广泛运用于物理学、生物学、农学。

生物学或称生命科学、生物科学

一门由经验主义出发，广泛的研究生命的所有面向之自然科学，内容包括生命起源、演化、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系等。

农学

研究与农作物生产相关领域的科学，包括作物生长发育规律及其与外界环境条件的关系、病虫害防治、土壤与营养、种植制度、遗传育种等领域。

天文学

观察和研究宇宙间天体的学科，它研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化，是自然科学中的一门基础学科。天文学与其他自然科学的一个显著不同之处在于，天文学的实验方法是观测，通过观测来收集天体的各种信息。

地球学

多角度、全方位综合研究地球的学科，不仅研究地球本身，也研究与地球相联系的外部宇宙。从生命起源到环境保护，从地球构造到地震预测，乃至地球在宇宙中得诞生与未来，都是地球学所研究的范围。

应用理工学

包括应用物理、应用化学、应用数学等多个学科，它和其他传统理学的区别就在于知识在生产活动中得应用性。应用理工学主要培养先端科技的技术者和研究者，为未来社会提供技术人才。

材料科学或材料工程

一个多学科领域，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它是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的科学。随着近年来纳米科学和纳米技术的发展，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是工程鉴定和破坏分析中的一个重要组成部分。