西安交通大学理学院具有悠久历史，其前身是始建于1930年的交通大学科学学院，1937年更名为理学院，1994年西安交通大学重新恢复理学院。学院现由物理、化学两个基础学科组成，设有应用物理学、光信息科学与技术、材料物理、应用化学、材料化学5个本科专业和物理拔尖学生试验班。物理学科具有一级学科博士学位授予权和博士后流动站，化学学科具有一级学科硕士学位授予权。目前设有原子与分子物理、理论物理、光学、凝聚态物理、材料物理与化学5个博士点，以及应用化学、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学与物理等多个硕士点；“材料物理与化学”是国家重点学科，“应用物理”、“光信息科学与技术”和“材料物理”为陕西省特色专业。学院设有现代物理、应用物理、凝聚态物理、化学物理、分析科学、文化遗产保护与新能源材料化学研究所等7个研究所。另外还设有西安交通大学基础科学和高电荷态原子物理研究中心、非平衡物质合成及量子调控教育部重点实验室、国家工科物理教学基地、国家物理实验教学示范中心、陕西省化学实验教学示范中心。

学院现有教职工180人，其中教授48人（含博士生导师38人），副教授55人，有“长江学者”特聘教授１人、讲座教授2人，教育部跨世纪优秀人才2人，教育部新世纪优秀人才支持计划8人，教学名师５人。中青年教师大都具有博士学位并具有境外学习或工作的经历。

学院以基础课教学一流、基础科学研究一流为发展目标，在教学、科研、学科建设等各方面一直走在全国高校前列。近五年共获得国家级和省部级教学成果奖和优秀教材奖30项，出版国家级规划教材以及新世纪研究生、本科生系列教材40余部，确保了基础课教学在全国高校中的领先地位。目前学院是教育部高等学校课程教学指导委员会四个分委员会主任、副主任及委员单位，承担多项国家级教改项目。科研方面，学院依托非平衡物质合成及量子调控教育部重点实验室，以及西安交通大学强大的工程技术与管理科学实力，在力争理科基础研究水平一流的同时，大力开展高新技术的基础理论研究。近年来，持续获得国家重大基础研究项目“973”、“863”计划，以及国家自然科学重点基金的资助。发表高水平学术论文数千篇，获国家科技进步二等奖各1项以及省部级以上科技成果奖20余项。

学院本科毕业生社会声誉高，就业状况良好。主要去向为政府机构、科研院所、高等院校、国防重点科研单位，以及电子、信息、软件、化工、医药、材料等集团公司。近五年来，除考取研究生外（平均考取率为60 %左右），毕业生就业率均达98%以上。