理学院是广东石油化工学院下属的二级教学单位，成立于2007年，现设有数学与应用数学、物理学、地理科学、教育技术学、信息与计算科学、新能源科学与工程等6个本科专业，并承担全校数学类与物理类公共课程。目前学院在校学生2246人，教职工110人，其中教授13人，副高级职称39人，博士46人，南粤优秀教师1人，校级教学名师2人，广东省“千百十工程”校级培养对象10人。

学院坚持教学改革创新，深化目标问题导向式教学改革，大力推进课程思政建设，不断提升教育教学质量。现有1个省级特色专业（信息与计算科学），1门省级一流本科课程（大学物理），3门在线课程（高等数学、线性代数、大学物理）。学院凝炼出《高等数学》课程思政元素库，在《高等数学》、《大学物理》等课程中打造出一批课程思政优秀教学案例，课程思政教学案例夺得省级以上荣誉4项。近年来，全院二十多人次获校级以上教学竞赛奖，其中2名老师获学校本科课程教学竞赛特等奖，2名老师获学校教学创新大赛一等奖，涌现出江蓉、薛鹏、梁燕等一批课程思政优秀教师。

近年来，学院累计获得国家自然科学基金项目8项，省基金项目15项，发表高质量学术论文300余篇（其中SCI收录130余篇），纵横向项目到帐经费500余万元。此外，学院在电子信息专业硕士点光电信息工程方向招收硕士研究生，现有硕士生导师6名。

学院在官渡和西城校区共建有60多个专业和公共实验室，面积达7000多平方米，仪器设备总值约2000万元。学院建立了主要分布在珠江三角地区的专业实习基地30余个，就业见习基地50余个，保证了学生专业实习和就业见习的需要。

学院积极带领学生参加全国大学生数学建模竞赛、大学生物理实验设计大赛、师范生教学技能竞赛等各种学科竞赛，并获美国大学生数学建模竞赛一等奖、全国大学生数学建模竞赛一等奖、“挑战杯”全国二等奖和广东省特等奖、全国物理师范生教学技能交流展示活动一等奖等。近3年，各A类竞赛中，共获得全国一等奖18项，二、三等奖16项，省级奖项70多项。

学院成立以来，已有430余名学生成功考取中国科学院大学、浙江大学、南京大学、中山大学、厦门大学等高校的硕士研究生，连续9年被学校评为“考研组织工作先进院（系）”。近三届毕业生最终就业率均在94%以上。