学院下设数学系、应用数学系、信息与计算科学系、系统科学与控制系，数学研究所和数学实验中心；建有“数学、信息与行为”教育部重点实验室、北京航空航天大学“复杂系统与科学计算国际研究中心”。
学院师资力量雄厚，人才荟萃。73名教师中，教授19名,副教授27名，博士生导师18名；国家“千人计划”学者1名，“长江学者”特聘（讲座）教授3名，“国家杰出青年基金”获得者2名，国家级教学名师奖获得者1名，北航蓝天学者2名。全院具有博士学位的教师达到91％以上，45岁以下青年教师占教师总人数的67％以上。学院拥有教育部创新团队和以“千人计划”沙德洛夫院士为首的中俄联合科研团队，形成了一支学术风气严谨，年龄、学缘和知识结构合理，国际化程度较高的优秀教师队伍。
学院将人才培养放在各项工作的首位。坚持“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”的本科人才培养方针，重点实施精英化教育，着重于数学基础理论、强调数学学科与工程技术的沟通与融合，培养具备坚实的数学基础、严谨的科学思维、广阔的国际视野、较强的创新意识的高素质、复合型人才。2009年，北航与中科院数学与系统科学研究院签署协议联合成立“华罗庚班”，实施“一生一师”的个性化培养，这是学校加快精英人才培养步伐所采取的又一重要举措。学院强化对研究生培养过程质量和学位论文质量的监督，瞄准当前国际数学研究的主流方向，以支撑国防科技快速发展和国防人才培养为目标，加大推进教学内容和方法的改革，全面开展研究生素质教育和知识创新源头教育。2011年，共有37篇研究生论文获北航 “研究生发表优秀学术论文奖”，其中校“十佳学术论文奖（期刊类）”和“十佳学术论文奖（会议类）”各1篇，2人获博士创新基金，1人获博士研究生学术新人奖。目前在读博士生84名，硕士生135人，本科生455名。
学院每年选拔25%左右的优秀本科毕业生免试攻读本专业或其他专业的硕士或博士学位，有25%左右的本科毕业生通过研究生入学考试继续深造，有10%左右的本科毕业生选择出国留学，本科毕业生的整体升学率超过60%；学院毕业生专业基础扎实，综合素质好，适应能力强，广受用人单位欢迎，每年本科毕业生整体就业率达到98%以上，毕业研究生整体就业率达到99%以上。
学院承担着数学、系统科学、统计学三个一级学科的建设工作，拥有数学一级学科博士点、统计一级学科博士点以及数学博士后流动站，控制理论与工程具有博士和硕士学位授予权。基础数学为原国防科工委重点学科，应用数学为北京市和原国防科工委重点学科。
随着学院“985工程”二期和三期科技创新平台的建设运行以及“211工程”三期建设项目的顺利实施，学院以北航“空天信”融合特色为背景，面向其中的关键核心问题，大力发展多学科交叉的计算数学、应用数学和系统科学，建成多支有国际影响的学术团队和优秀人才培养基地。拥有国家级教学团队1个，教育部应用数学科研创新团队1个，国家级精品课程2门，北京市级精品课程3门，北京市精品教材奖5项，北京市教学成果1等奖3项。
学院高度重视科研工作，在学术带头人郑志明副校长和郑志勇院长的带领下，面向国家重大需求，瞄准“空天信”融合中的前沿数学问题，积极开展科学与应用研究，先后承担国家973计划项目、国家863计划项目、国家自然科学基金、国防基础研究等60余项，取得了多项具有国际先进水平的研究成果，走在了国内同类高校的前列。
学院设有“北航数学论坛”，论坛定位为北航数学与系统科学学院学术水准最高、面向数学各专业方向的综合性系列讲座，主要邀请国内外一流数学家或在我国数学界有重大影响的领军人物，到学校作现代数学研究前沿学术讲座，旨在扩大对外学术交流，活跃学术氛围，推动科学研究，为全校师生搭建一个良好的学术平台。
学院十分重视国内外的合作与交流，先后与美国数学研究所及德国Springer合作创办了国际杂志“Math. Biosci. Eng.”与“Math. Comp. Sci.”。与法国科学研究中心、巴黎六大构建国际“3+3”创新团队，开展合作研究和联合培养博士生。和丁肇中教授的AMS研究团队合作，开展空间粒子物理海量数据建模和分析研究。定期邀请国内外一流的学者到学院访问、合作研究和开展学术交流。
数学与系统科学学院全体师生以建设空天信数融合的国内一流数学学院为目标，以科学发展观为指导，齐心协力、团结拼搏、开拓创新，为实现学校建设空天信融合特色的世界一流大学的目标、为培养社会主义优秀建设者和领军、领导人才而努力奋斗。