理学部包括数学科学学院、物理学院、化学与分子工程学院、生命科学学院、城市与环境学院、地球与空间科学学院、心理与认知科学学院、建筑与景观设计学院等8个学院，目前在编的全职专任教师有759名，其中：老体制教师589名（占77.6%），新体制教师170名（占22.4%）；教授333名，副教授260人（含长聘副教授39人），教授和副教授占专任教师总数的78.2%。

新世纪以来，在这支实力雄厚的杰出教师队伍的不懈努力下，北大理学的学术研究和人才培养等方面取得了丰硕成果和长足进步。2015年，北大理学部有两项成果入选科技部评选的中国十大科技进展，即：生命科学学院、生物动态光学成像中心汤富酬研究组和北京大学第三医院乔杰研究组的“类原始生殖细胞基因表达与表观遗传调控特征”； 物理学院吴学兵研究组发现宇宙早期最亮、中心黑洞质量最大天体。截至2015年底，理学部共有在校的本科生3569名，学术型研究生4485名，专业硕士207名（心理学院和数学学院）。这些充分体现了北大理学夯实学科基础、精心培育人才、瞄准学术前沿、服务国家目标的研究风格与理念。

理学部学科齐全，涵盖了数、理、化、天、地、生等14个一级学科。在2012年的教育部一级学科评估中，理学部参评的13个学科中有12个学科排名全国前三，其中数学、物理、化学、地球物理等四个学科排名全国第一。在国际知名的学科排行榜中，北大理学的诸多学科在国内高校中名列前茅，部分学科接近或达到国际一流大学水准。例如，2016年9月的ESI学科排名中，理学部的数学、化学、物理、地球科学、生物学科、环境/生态学等多个学科进入全球前1%，在国内高校中综合优势明显。