当研究科は物質や生命の根本原理を追求する基礎研究グループと根本原理を人類のために活かす先端的技術開発を行う研究グループとによって構成されています。理学と工学は最先端部分では互いに問題を共有しており，新たな視点からの解決策を生み出すことが期待されるからです。また，これからは生命科学と物質科学は共通の科学法則に支えられているという認識のもとに両分野の協力・融合で研究が進展していくでしょう。

一方，世界的潮流として，大学院で学位を取得した人たちが社会で大きな役割を果たす世の中になってきました。学位取得者に期待されているのは，単に特定分野の研究方法や高度な技術に習熟しているだけではなく，広い学識と実務能力をもって，国際社会のなかで種々の問題解決のための仕事を先導することでしょう。

このような考え方に基づき，当研究科では研究や教育の方法に新たな工夫を行っています。平成16年度導入の新カリキュラムでは専門科目以外に他分野入門科目や国際コミュニケーション能力育成科目，実務体験教育も取り入れています。萌芽的研究や大学院生提案研究の支援も行っています。

また，他の研究機関や民間企業との協働による事業のもとに，履修プログラムも開設しています。平成19年度には，「半導体・バイオ融合集積化技術の構築プロジェクト」（平成18年度〜文部科学省科学技術振興調整費事業）の一環として各専攻に「半導体・バイオ融合教育プログラム」を，平成20年度には，「半導体関連産業における中核的人材育成事業」（平成17年度〜平成19年度経済産業省委託事業）※の成果として半導体集積科学専攻に「半導体専門実践教育プログラム」をそれぞれ開設し，次世代を担う研究者・技術者の育成を目指しています。

※　「半導体関連産業における中核的人材育成事業」は平成19年度で終了しましたが，引き続き，半導体関連産業製造製造中核人材育成コンソーシアム（管理法人広島大学）が，同事業で開発したカリキュラム及び教材を活用した，「半導体専門実践講座」を提供しています。