同济大学拥有31个博士学位授权的一级学科点，包括3个仅有二级学科博士学位授权的一级学科，以及55个硕士学位授权的一级学科点，其中包含6个仅有二级学科硕士学位授权的一级学科点。学科覆盖了哲学、经济学、法学、教育学、文学、理学、工学、医学、管理学、艺术学等10大学科门类。

在这些学科中，土木工程、建筑学和交通运输工程被列为一级学科国家重点学科，海洋地质、环境工程、工程力学、材料学、机械设计及理论、控制理论与控制工程、大地测量学与测量工程等7个学科是国家重点二级学科，基础数学、凝聚态物理、车辆工程则被列为国家重点(培育)学科。

这些学科在全国高校同类学科中处于优势和领先地位，并且管理、理学、人文社科、医学、艺术学等学科也有了长足的发展。此外，同济大学还设有16个博士后科研流动站。