修士課程では、以下のような課題に応えていきます。

1. 大学院レベルにおける専門科目と教育科目両方の高度専門能力を持った理数教員の育成
2. 理数教科の学力向上等に対応できる実践的課題解決力とティーチングスキルを持つ教員の育成
3. 科学技術の発展における数学と理学の役割の重要性をこれまで以上に認識した教員の育成
4. 科学技術の発展から派生する社会現象、倫理上の問題等に対し、正確かつ公正な認識をもって対応できるサイエンスコミュニケータや理科教員の育成

これまでの中等数学科・理科教員育成をさらに強化するとともに、東京理科大学の「理学の普及」という建学理念を、学校教育現場のみならず一般市民も含むより広い人々を対象とする「科学教育」すなわち「科学的知識・技能の教育・普及・啓発活動の推進」へと発展させ、社会の各分野でこの「科学教育」に貢献する人材の育成も行うことを目的とします。

「科学教育」の教育研究に従事する研究者等の育成も視野にいれつつ、主としては、高度専門職業人としての優れた数学科・理科教員育成の一層の強化に努めます。また、学部新卒業生のみならず、国公私立高等学校および中学校の現職教員を受け入れ、新しく教員となる人材の育成とともに、現職教員のリフレッシュ教育についてもその充実を図ります。そのために講義は昼夜開講されています。加えて知識基盤社会を多様に支える、高度で知的な素養のある人材として、社会の広い分野で科学的知識・技能に関する教育や普及及び啓発を行い、関連分野の素養や理学教育の専門家としての教養を身に付け、科学的に良識のある市民(Educated Citizen)の育成に貢献する人材を育成します。

博士後期課程では、修士課程で養った数学・理学分野、中等数学教育・理科教育分野で自立した高度な研究を遂行する能力を備えた人材の育成を中心とし、あわせて高度な科学教育活動のコアになれる人材を育成します。

修士課程においては、理学についての広い理解を持ち、高い専門性と指導能力とを有し、生徒が理解し、興味を持つことができる授業やカリキュラムの開発を行うことができる数学及び理科の教員に必要な能力を養います。あわせて広範な分野で科学教育に携わる人材に必要な能力も養います。

博士後期課程においては、修士課程で養った高度な教科専門性・指導能力・専門職能をもとに、数学・理科分野、中等数学教育・理科教育分野で自立した高度な研究を遂行する能力を養います。あわせて高度な科学教育活動のコアになることができる人材に必要な能力を養います。

修士課程には数学コース、理科コースの2つの専門コースがあります。各専門コースを支える基幹科目として、数学コースには数学科目を、理科コースには理科科目を置いています。また共通科目として、教育関連科目と科学文化科目、教養科目があります。

基幹科目：数学科目、理科科目

基幹科目は数学コースと理科コースともに、専攻の基礎となる専門知識・技術を習得するための科目群と、数学または理科特別研究（必修科目）より編成されています。このうち数学教育特別研究(一)、(二)A・B、ならびに理科・科学教育特別研究(一)、(二)A・Bでは、修士論文作成に係る研究指導を行います。

共通科目：教育関連科目、科学文化科目、教養科目

教育関連科目は、基礎科目の基礎のうえに、専攻する領域に関する高い専門性の修得と実践力の獲得を行うための科目で、主に教育方法・生徒指導・教育課程・学校教育等についての教職教育を行う科目です。さらに教育現場での調査研究やフィールドワーク、また実践体験を踏まえた研究法科目も用意されています。科学文化科目は、科学技術に関連する領域について幅広い視野を身に付けるための科目で、科学の普及・啓発にかかわる教育を行う科目です。また学際的な分野の学習や、異文化交流の機会を通して幅広い学識を養うための教養科目も用意されています。

博士後期課程の専門必修科目

博士後期課程では、博士論文指導のための科目とともに、演習科目を必修化しています。