Caltech是一所以理工科为主的研究型综合性大学院。该学校开设了6个学院，均提供本科课程，除了人文与社会科学学院开设了理工科以外的专业。其他的5所学院均为理工科学院。最受学生欢迎的专业包括工程，物理科学，计算机与信息科学与支持服务，数学与统计学以及生物和生物医学科学等。

一、人文与社会科学学院

该学院致力于利用最尖端的方法来对人类所处的世界进行更深的认知和理解。本科生不仅可以选择商业、经济和管理方面的商学专业，还可以学习英语、 经济学、历史、科学、历史、哲学、政治科学、艺术史、创意写作、电影研究、音乐史和理论、人类学、法律和心理学。研究生可以选择攻读社会科学或者行为社会神经学。

二、生物科学学院

生物科学学院为世界培养的了众多杰出的生物学家，是所知名生物学院。学院为学生提供了丰富的教学设备和研究设施，学院内部设有七座实验室和一座设于校外的海洋实验室，研究人员和学生可以使用这些实验室里最先进的实验设备。该学院为本科生、硕士和博士开设了相应的课程，本科学生可以选择生物学或生物工程学。学院开设了生物化学/结构和系统生物学、生物工程、生物化学/结构和分子/细胞生物学、生物发育学和遗传学、进化和有机生物学、微生物学和免疫学、神经学和系统生物学六个部门。

三、化学与化学工程学院

化学与化学工程学院是美国顶尖的创新性工程应用科学院，历史悠久，积极引领新领域的化学工程研究。该学院为本科生和研究生提供了相应的课程。学院对本科生提供了小班式教学，学生和教师频繁一对一互动。学院领导美国石油协会第37号项目，为该项目提供了大量关于碳氢化合物热力学和平衡学的基础知识。学院设立了多个实验供学生使用，其中喷气推进实验室位于帕萨迪纳，是美国宇航局探索无人航天技术的中心。

四、工程与应用科学学院

工程与应用科学学院成立于1891年，该学院设立了航空航天、医学工程、应用物理与材料科学、计算机与数学科学、电气工程、环境科学与工程和机械与土木工程六个学术部门，各部门均开设研究生课程，其中应用物理与材料科学开设了两个本科课程，计算机与数学科学设立了三个本科课程，电气工程开设了一个本科课程，机械和土木工程开设了两个本科课程。学院致力于基础研究和应用研究，强大的师资力量为学生创建了一个现代科学和工程的教学网。

五、地质学与行星科学学院

地质学与行星科学学院研究地球和其他行星的知识，以了解行星的起源、结构和发展。该学院研究不仅限于基础科学，与美国地质调查局和喷气推进实验室共同进行跨学科的合作，用不一样的视角探讨这些关于地质和行星的关系。学院的研究将地球和其他行星链接起来，形成一个无缝集成的视角，学生在这样宇宙特有的视角下，能够更好的进行研究。学院提供了供环境科学与工程、地球生物学、地球化学、地质学、地球物理学和行星科学课程，满足不同学生的需求。学院同时开设了研究生和本科课程，学生和教师密切合作，使学生们有机会获得生物学、化学、工程学和物理学跨学科学位。

六、物理，数学与天文科学学院

物理，数学与天文科学学院使用理工科最先进的教学工具来了解宇宙的各个方面。该学院研究的课题包括原子、电子、量子等。学院分为物理、数学和天文科学三大部门。学院鼓励学生进行高风险、高回报的研究，为学生提供了最优质丰富的实验设置，与其他学院进行跨学科的研究，致力于解决最棘手的学术问题。学院为学生提供了最优质的师资力量，本科生和研究生都有充分的机会与教师进行密切的合作。学院不断更新和创造新的研究课题，让学生在这些课程中获取更广泛更深入的学术性理解。

优势专业：

学校以理工科见长，在工程与科学等领域实力都非常强大，其中航空航天工程、化学工程、计算机工程、电气/电子/通信工程、材料工程、机械工程部位于全美TOP10以内。

1）机械工程：Caltech机械工程本科课程的目标是为学生提供职业机会和高等教育，帮助他们最终在学术界、工业界和政府中担任领导角色，快速推进与流体、固体、热和机械系统相关的跨学科技术。

2）计算机：计算机是Caltech的王牌专业，包括：算法经济学、应用概率论、机器学习与视觉、量子信息与计算、分子编程、理论计算机科学等专业。其机器学习与数据挖掘，主要研究领域为机器学习和计算金融学，介绍机器学习如何使运算系统得以根据获取的数据改善其表现，并将这些成果运用到工程、科技、金融商业等活动中。

3）化学：Caltech化学本科课程的目标是通过课程和实验室经验的结合，培养能清晰表达分子科学基本概念的毕业生。加州理工学院的化学课程提供传统化学领域的学习方向——有机和无机化学、化学物理、理论化学、化学生物学和生物化学。