杭州師范大學理學院是2001年在原杭州師范學院數學系、物理系的基礎上組建成立的。現有數學系、物理系、遙感與地學科學研究院和陳建功高等研究院(籌)，并設有密碼研究所、應用數學研究所、凝聚態物理研究所、科學教育研究所等研究機構。
學院現有數學與應用數學、信息與計算科學、統計學、物理學、應用物理學、科學教育和地理信息系統7個本科專業，擁有基礎數學、應用數學、概率論與數理統計、應用密碼學、凝聚態物理和理論物理6個碩士點，其中數學擁有一級學科碩士授予權，還招收學科教學(數學、物理、地理)的碩士研究生和開展教育碩士的培養。目前，基礎數學和凝聚態物理為浙江省重點學科，凝聚態物理還是杭州市重中之重學科，數學與應用數學專業為浙江省首批重點專業，城市濕地與區域變化研究實驗室為浙江省重點實驗室，物理教學實驗室為浙江省物理實驗教學示范中心。
學院現有在校全日制本科生、研究生1100余人。教職工140余人，其中博士生導師6人，教授24人，副教授33人，有博士學位者79人。享受國家特殊津貼3人，省教學名師2人，省中青年學科帶頭人2人，省優秀教師2人，省教壇新秀1人，“151”和“131”等人才19人。
近年來，學院研究團隊充滿活力，承擔國家自然科學基金、教育部重點項目、中國博士后科學基金、省自然科學基金等國家、省部級項目百余項，先后出版專著50余部、在國內外學術刊物上發表論文900余篇，其中被SCI、EI收錄的有180余篇，獲得省科技進步一等獎兩項和省教育成果獎等80余項。學院注重學術交流和學術氛圍的營造，與多所大學和科研機構建立了長期的科研及教學合作，與浙江大學、山東大學聯合培養博士研究生。成功舉辦了全國群論教學研討會第十屆年會、第十七屆中國遙感大會，以及三屆國際數學教育學術研討會等學術會議。
學院堅持以人為本的理念，實行文理滲透、理工滲透、藝理滲透，培養素質型、復合型、應用型人才，形成了人文科學互融的課程體系、課內課外互融的能力體系、校內校外互融的實踐體系、與基礎教育互融的育人特色，成績斐然。學生成功申請國家專利多項，曾獲得全國數學建模大賽一、二等獎、全國機器人大賽一等獎、中國創業項目銀獎、全國五四紅旗團支部、全國自強之星提名獎等全國獎勵。
學院擁有完整的教學科研設施，在充分共享學校的網絡系統、圖書資料以及其它的各種教學資源外，還擁有專業資料室，建有多媒體教室、物理基礎實驗室、信息安全實驗室等。