1.光電子材料及元件領域:主要讓學生經由學習電子學、近代物理、固態物理導論等基礎科目，建立學生在光電子材料與元件相關領域之基本學識，內容著重於光電半導體相關領域上對於光學應用所延伸之知識傳授，所包含之科目包括光電工程導論、光子學、半導體物理與奈米工程導論，對於往後於光電半導體材料、薄膜材料、奈米材料、光電半導體元件及其整合之研發等相關主題有很大助益。
2.光通訊與光資訊領域:光通訊與光資訊領域所涵蓋研究內容廣泛，學生學習循序漸進，基礎課程包含電磁學、幾何光學及物理光學，核心課程包含信號與系統、光纖通信系統、富氏光學及光電電磁學。透過由淺漸深的學習過程，學生將接受專業研究訓練，未來該領域之課程將涉及光傳播與光儲存等進階光資訊領域，提供學生更多元的專業知識。
3.顯示與替代能源領域:顯示與替代能源科技近年發展快速，涵蓋內容包括材料開發、元件製造與系統整合。基礎科目除了傳統之電磁學、電子學、幾何光學及物理光學等課程外，包括有機光電概論、光電替代能源概論及顯示器導論。學生經由這些基礎課程之培育過程，將有助於未來研究所相關領域之學習及就業之準備。

此外，本系曾獲選為執行教育部五年五百億補助中山大學推動頂尖研究之計畫中心、經濟部學界科專計畫等大型學術研究計畫、工研院大型學術研究計畫與企業共同合作研發的計畫，近年更與美國著名公立學府UCSD 電機系簽訂合作關係，提供師生們更多與國際接軌的機會。

本系除了具備良好的師資，更具有全國頂尖之研究設備，我們成立共同實驗室，提供貴重儀器讓學生充分利用資源。
本系堅持教學與研究並重的品質，讓學生有更多的機會使用儀器來進行設計與製作實驗，同時也可能有與其它實驗室共同合作的機會，以培養獨立研究、與團隊領導的能力。

本系除了提供正規的博碩士生學習方式外，也提供大學部學生五年學碩管道，表現優秀的大學部學生可藉由此機會，在五年內完成學、碩士學位。本系也規劃大學部學生於大三時期加入各教授的實驗團隊，提供學生參與專題研究的機會，希望學生除了學習課堂上的知識外，同時也接觸實際的研究，希望學生不管未來是選擇就讀研究所或投入業界都能夠提前作準備，希冀培育優秀之碩、博士人才，在學術領域及產業界均有出色的表現。