物理学是研究自然界物质及其运动规律的基础学科，其研究内容包括物质的基本结构，以及它们之间的相互作用和相互转化关系。它以实验为基础，总结和发展各种理论观念和思想方法，并以此进一步推动和引发实验设备创新和新技术革命，成为人类科技产业进步的源动力。作为自然科学的基础，物理学与数学、化学、生命科学、材料科学、信息科学、天文学、地球科学乃至社会科学等学科都有着密切的关系，并不断地影响和推动着这些学科的发展。由此形成的交叉领域已经成为这些学科不可分割的组成部分。
物理学系是2011年南方科技大学设立的第一批五个院系之一，正在面向境内外招聘高水平的研究型教师。目前已经吸收到了一批非常优秀的高层次人才，已经到位工作的专职教师18人，其中含中科院院士1名，国家级教学名师1名，中组部青年千人计划4名，深圳市孔雀计划13名（含3名青年千人）。研究领域涵盖了新能源物理，新型功能材料，以及与之相关的凝聚态物理理论。具体研究内容包括了：热电材料、多铁材料、环保材料、新型半导体、先进功能薄膜、光电子、低功耗自旋电子学器件、超导材料以及拓扑物态等。目前共获得国家自然科学基金委项目支持7项，其中重点项目1项，面上项目1项，青年项目5项。
在人才培养方面，目前物理系已有来自第一届教改实验班的本科生，以及一批高质量的科研助理和博士后研究人员。研究生的招收工作也在积极准备当中，预计2014年招收南方科技大学模式的第一批研究生。
南方科技大学物理学专业设定的本科培养目标是具有扎实的数学基础，宽广系统的物理学理论知识，掌握基本的物理学实验技能和方法，了解当前物理学发展的前沿和趋势，并具备化学、生物学、电子信息科学等学科的背景知识，富有创新精神，能够进行跨学科交叉合作的优秀人才。本专业毕业学生还要求能够熟练使用英文，有相关电子专业技术基础，掌握一到两门计算机编程语言。毕业后能够在物理学专业相关领域进行研究，也可以到微电子器件、新功能材料等科研产业部门，或者到教育部门从事生产、研发、教学、管理等工作。本专业主干课程包括：高等数学、线性代数、普通物理、理论力学、电动力学、量子力学、统计物理、固体物理、近代光学、半导体物理与器件、现代物理技术实验等。
化学(本科类)
化学科学是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。化学作为21世纪的中心学科，在生命科学、材料科学、能源科学、农业科学、食品科学、环境科学等领域的应用越来越广泛，化学专业在保持其传统特色的同时，正在焕发出勃勃的生机。
南方科技大学化学系延请中国科学院院士支志明教授为名誉系主任，南方科技大学校长、中国科学院院士朱清时教授也是化学系的当然成员。目前南科大化学系的科研教学队伍包括了一名中组部“千人计划”入选者，五名中组部“青年千人计划”入选者和13名深圳市海外高层次人才引进计划（“孔雀计划”）。本系科研教学人员均具有在海外大学或研究所的研究和任职经历。化学系研究方向涵盖了能源化学、有机化学、超分子化学、材料化学、计算化学、分析化学等多个领域。
化学系具有优越的科研条件，研究设备包括400M和500M核磁共振波谱仪、三维离子阱质谱、线性离子阱静电场轨道阱组合式质谱、电感耦合等离子体质谱及相应的色谱系统、相应配套的色谱系统、X-射线单晶衍射仪、X-射线粉末衍射仪、物理与化学吸附仪、流变仪、激光显微共振拉曼光谱仪、等温滴定微量热仪、科研级瞬态稳态荧光光谱仪、圆二色谱、动态光散射仪在内的精密分析仪器，为科研创新提供强有力的支持。
生物技术(本科类)
生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融合的产物，其核心是以DNA重 组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。培养掌握现代生物学和生物技术的基本理论、基本知识和基本技能，获得应 用基础研究和科技开发研究的初步训练，具有良好的科学素质、较强的创新意识和 实践能力的生物技术高级专门人才。南方科技大学生物系生物技术专业实行“理 科平台、学分管理”的运行模式，通过通修通识教育教学活动培养具有厚实的理科大类基础(特别是数理化基础)，具备成为高素质人才所需的人文社科基础知识和 人文修养的学生，通过专业课程及实验教学使学生掌握扎实的专业基础理论并获得大量专业技能的训练，从而培养具有国际化视野和创新精神，有进一步深造的基础 和发展的潜能的创新型人才。
生物信息学(本科类)
生物信息学专业是一个新兴的多领域交叉学科，它用于计算机科学、信息科学、统计和信息技术来解决生命科学和医学领域的复杂问题。近年来随着高通量技术的发 展，产生了大量的生物定量数据。信息技术，尤其是互联网，开始用来收集、传输和管理这些逐年激增的数据，然后用数学、物理和统计方法来分析。生物信息学在 一些前沿领域起到了关键作用，比如说基因组学、蛋白组学、蛋白质工程、代谢工程、药物开发、疫苗设计、诊断试剂等。南方科技大学生物信息学专业重点培养学 生的创新创造能力，独立思考的能力，科学研究能力，使学生将来成为生物信息学领域的领军科学家以及企业中的核心技术开发人员。生物信息学毕业生应该获得以 下的培养和能力：（1）掌握数学物理化学，生命科学和计算机方面的基础理论知识。（2）具备英文进行科技论文写作的能力，具备用英语做学术报告的能力。 （3）进入实验室参与科研工作，完成一项科研课题，并以文章、专利、软件和专业学术会议等方式发布。（4）了解生物信息学的理论前沿，应用前景和最新发展 动态。（5）具备在企事业单位从事专业相关工作的必要知识和能力，具备将来在国内读研究生和出国继续深造的能力。