연세대 대학원 수학계산학부는 수학 전공과 계산과학공학 전공으로 이루어진 학위 과정이다. 수학 전공은 해석학, 대수학, 기하학, 논리학, 응용수학 등의 분야에서 중심 문제 해결에 도전한다. 계산과학공학 전공은 현실에서 제기되는 문제를 응용수학 방법론, 수리 모델링 및 수치해석, 시뮬레이션, 컴퓨팅 이론, 데이터 중심 방법론, 기계학습 이론을 통해 해결함으로써 이론 개발에서 신기술 상용화에 이르기까지 다학제 연구를 종합적으로 수행하는 대학원 과정이다.

1950년 5월에 대학원 과정을 시작한 이후 6.25 동란이라는 격변의 와중에서 1954년 10월에 제1회 석사로 안세희 전 총장을 배출한 물리학과 대학원은 설립자이신 Underwood와 Becker 박사님의 도전정신과 리더쉽을 물리학 분야에서 계승하고자 노력하고 있다. 1999년 두뇌한국 (BrainKorea)1단계 물리분야에서 국내 첫 연구단으로 선정된 이후 지속적으로 대학원 교육과 연구의 국제화를 추진해왔으며 초미세 표면과학 선도연구센터, 반데르발스 물리 선도연구센터, 나노메디컬 핵심연구센터 등 대형 연구 사업을 수주하여 관련 분야에서 우수한 연구를 이끌고 있다.

화학과의 대학원 교육과정은 기초 화학분야(물리, 유기, 무기, 분석)의 고등과목 수강을 통한 화학 기초의 완성, 그리고 최신 연구 동향을 적극 반영한 다양한 선택과목 수강을 통한 연구 능력 및 사고 능력 증진으로 구성되어 있다. 학생들은 체계적인 교육 프로그램을 이수하고 연구활동을 병행하여 본인의 특화된 장점을 지닌 화학자로 성장해 나간다. 학과에서는 학생 연구 포트폴리오 관리를 지원하며, 졸업할 때까지 학계 또는 산업계에 중추적 기여를 할 수 있는 인재로의 발전을 돕는다. 화학과 교수진은 빠르게 변하는 미래에 발맞춰 선진 교수법(flipped-learning, student-initiated courses, modularly-scheduled courses)을 적극 도입하여 교육하고, 에너지/환경, AI기반 헬스케어, 의약화학 등 미래지향적 분야 연구에 매진하고 있다.

지구·천문·대기학부에서는 ‘Earth & Universe 2050’ 이라는 미래지향적인 비전을 갖고 더 나은 인류의 삶을 위해 기여할 수 있는 창의적이고 도전적인 연구를 지향한다. 본 연구단에서는 공통된 비전을 갖고 지구·대기·천문 학제간 융합 클러스터를 기반으로 지질, 해양, 대기, 우주를 아우르는 광범위한 프로젝트를 진행하여 우리 사회가 필요로 하는 임무를 지속적으로 개발하고 있다. 구체적으로 인류의 삶과 직접적으로 관련 있는 미세먼지, 이상기후, 자연재해, 우주 환경 및 탐사 등에 관련된 연구를 하여 인류의 삶을 개선하는데 공헌하고 있다. 연구단은 참여교수와, 신진연구인력, 참여대학원생으로 구성되어 있다. 연구단의 참여대학원생은 해외 체류 프로그램이나, 온라인 시스템을 활용한 국제화 지원을 받아 국제적인 공동연구자들과 함께 세계적으로 영향력 있는 연구 성과를 만들어내고 있다. 또한 교수, 신진연구인력, 참여대학원생간 거버넌스를 구축 및 멘토링 제도를 운영 함으로서 상호간 원활한 소통 창구를 만들어 대학원생이 안정적인 연구 환경에서 독립적인 연구자로서 성장할 수 있도록 지도 및 지원하고 있다.

YU-KRISS 융합 반도체 협동과정은 첨단 반도체 연구에 필요한 다양한 학문분야들에 대한 연구를 중심으로 하는 한국 표준과학연구원과의 협업연구를 기반으로 하는 반도체 융합연구 분야이다. 가장 기본적인 반도체 물질에서 미래 반도체 연구를 위한 양자소자 기반 소재 연구를 포함하여 차세대 메모리 소재와 첨단 반도체 공정에 필요한 다양한 소재연구에서 학제간의 융합연구 뿐만 아니라, 표준과학연구원의 첨단 분석연구와 협업체계를 구축하여 가장 효율적인 소재 연구로부터 궁극적인 이해를 추구하는 것을 목표로 삼고 있다. 여기서 얻어지는 발견과 지식은 단순한 지식이나 공정개발을 위한 연구가 아닌, 실제적인 반도체 연구에 방향을 제시하고, 미래 반도체 연구에서 핵심적인 방법론을 제공함으로써, 궁극적으로는 새로운 반도체 소재연구에서의 기술적 파급효과와 부가가치를 높이는 연구를 지향하고자 한다. 본 협동과정에 참여하는 교수진은 물리학, 화학, 신소재, 전기전자공학과의 대표 교수들로 구성되어 있으며, 또한 표준과학연구원에서는 양자소재 연구부터 첨단 공정연구까지 다양한 분야의 최고 연구진이 참여하여, 최고의 융합연구를 제공함으로써 반도체 연구 발전에 크게 기여해 오고 있다.

광과학∙공학은 물리학의 광학이론에 기초하여 산업계의 요구와 밀접한 빛의 응용을 연구하는 학문이다.
국내의 핵심 산업인 모바일, 디스플레이, 자동차 분야에서는 차세대 경쟁력을 확보하고 미래 핵심 원천기술을 확보하기 위해서 광과학∙공학 분야의 고급 시스템 엔지니어를 필요로 하고 있고, 이에 따라 본 학과는 높은 수준의 전공교육을 바탕으로 국가 경쟁력에 중추적인 역할을 담당할 혁신적이고 도전적인 리더를 육성하는 것을 목표로 한다.
이를 위해 물리, 천문우주, 전기전자, 기계 등 다양한 전공의 학생들을 모집하여 각자의 전공지식을 바탕으로 새로운 광학적 기술을 창출해나가는 새로운 패러다임을 제시하며, 실무 중심의 체계적인 교육 커리큘럼을 바탕으로 차세대 광학 연구인력을 양성하고 있다.
광과학∙공학과는 세계적 수준의 첨단 광부품∙소재 기업인 LG Innotek의 지원을 받는 계약학과로 개설되어, 본 학과생은 산학 프로젝트 참여 및 졸업 후 취업연계의 기회가 제공되고 있다.

우주가 다양한 서비스 창출의 공간으로 확장되고 수많은 위성 활용에 대한 새로운 요구가 폭발적으로 증가하고 있다. 첨단 위성 기술의 발전에 따라 세계가 우주로 연결되고 우주개발과 위성 산업이 팽창하는 뉴 스페이스(New Space) 시대가 도래하였다. 우리나라는 제4차 우주개발진흥기본계획을 바탕으로 우주에 대한 지속적인 투자와 공공 임무 수행과 민간 비즈니스 지원을 위한 생태계를 적극적으로 확장하고 있다. 한국형 발사체 ‘누리호’가 2차, 3차 발사에 성공하고, “다누리”호가 달탐사를 성공적으로 수행하면서 우리나라도 명실상부 ‘우주 강국’으로의 토대를 마련하였다. 더 나아가 우주산업 육성과 일자리 창출을 위하여 우주개발에 민간기업 참여를 확대하고, 우주기술의 사업화 지원을 확장하고, 새로운 우주 융합산업 기반을 조성하고 있다. 이러한 세계적 추세에 발맞추고자, 인공위성시스템학과는 인공위성 개발에 필요한 위성 본체와 서브시스템 기술, 시험평가, 위성 궤도운용분석/검증, 위성 탑재체, 위성 데이터 활용에 요구되는 이공계 분야를 교육한다. 이를 통해서, 우주 과학기술의 발전을 선도할 글로벌 고급 인재를 양성하고 첨단 연구 능력 확충하고자 한다. 학과에서 개발해온 “카니발-X” 큐브위성은 우주망원경 기술시현을 시도하였으며, “카니발-C” 미션을 통해서 태양과학을 위한 편대비행 기술을 연구하였다. 2022년 누리호 2차 발사로 궤도에 올라간 “미먼” 큐브위성은 우주에서 1년간 운용되었다. 현재 개발되고 있는 초소형위성 “비젼"은 우주에서 광통신을 시현하고자 하며, 큐브위성 ”하이브리드“는 우주감시 역량을 검증할 것이다. 본 학과의 대학원생들은 한화시스템㈜, LIG넥스원㈜, 한국항공우주산업㈜, ㈜나라스페이스 등의 우주기업체의 장학지원을 받으며, 졸업후에는 해당 기업체에 취업이 보장된다.