上科大以理工科为主，设立物质科学与技术学院、生命科学与技术学院、信息科学与技术学院和创业与管理学院等四个学院，实行大学院制，学院下不设系。学校设立免疫化学研究所和iHuman研究所等两个研究所。

上科大按照1:10–1:12的师生比建设一支1000人规模的专任教师队伍，规划选聘500位常任教授和500位特聘教授。其中，常任教授主要来源于国际著名大学的知名学者和优秀青年学者，实行常任教授制（TenureSystem）；特聘教授主要来源于中科院上海分院研究院所的优秀科学家以及国内外著名教授。截至2016年5月，学校已选聘394位专任教师（107位常任教授，287位特聘教授），其中包括3位诺贝尔奖获得者、6位美国国家科学院院士、2位英国皇家学会会士、26位中国科学院院士、3位中国工程院院士、95位国家杰出青年科学基金获得者以及72位国家/外专/青年/上海“千人计划”人才。

上科大培养本科生、硕士研究生、博士研究生以及专业学位研究生，在校学生规模规划为本科生2000名，研究生4000名。2013年学校招收了首届296名中科院联培研究生。学校面向全国9省市招收了首届207名本科生。截至2015年底，学校共有本科生（两届）共504人，研究生（三届）共1055人。

上科大秉持“立志、成才、报国、裕民”的育人理念，致力于培养德才兼备，从事科学发现、高技术创新与新兴产业创业的拔尖人才，成为未来的科学引领者、技术发明者和企业创办者。学校实行书院制，学院、书院分工协作培养人才，其中学院侧重于专业能力的培养，书院侧重于综合素质培养和人格养成。学校实行本科生导师制，为每位本科生配备导师，在学业、生活、职业等多方面为学生提供全方位的指导。学校注重社会创新实践、科研创新实践及产业创新实践，2015年开展了首次本科生暑期社会实践活动，实践地点遍布全国8省/自治区。学校致力于构建国际化的学习环境，为优秀学生提供充足的海外学习交流机会。

上科大瞄准物质科学与技术、生命科学与技术和信息科学与技术的前沿领域同时开展教授个体科研和围绕重大目标的团队科研，推动学科交叉融合、大学与国家级科研机构融合，构建科技进步驱动产业发展的完整创新价值链，针对国家在转型发展过程中所面临的一系列严峻挑战，探索基于科技创新的解决方案。目前，物质、信息、生命、创管学院以及免疫化学研究所、iHuman研究所已制定了学科/平台建设规划，常任教授、科研人员正陆续到位，截至2016年4月已建立95个研究组，科研工作全面开展，高水平科研成果开始涌现。作为张江综合性国家科学中心的核心依托单位，学校将与中科院上海分院等单位合作建设活细胞成像、超强超短激光、自由电子激光等一系列大科学装置，实施一系列重大科学研究项目，为上海加快建设具有全球影响力的科技创新中心做出重要贡献。