北京大学的学院有数学科学学院、物理学院、化学与分子工程学院、生命科学学院、城市与环境学院。
1、数学科学学院
北京大学数学科学学院是北京大学的二级学院。北京大学数学科学学院的前身是北京大学数学力学系，创建于1952年；1978年，分设为数学系和力学系；1985年，概率统计教研室独立成立了概率统计系。
数学科学学院学科齐全，理论与应用并举，师资力量雄厚。现任师资中包括中科院院士6名、第三世界科学院院士3名、国家杰出青年基金获得者15名、教授56名。
2、物理学院
北京大学地理学教育史最早可追溯到1904年京师大学堂设立地理学门，但当年并未实现，而最早的地理学课程是张相文教授在1917年开讲的《中国地理沿革史》；1929年北京大学地质系开始招生。
北京大学城市与环境学院设有5个系和1个研究所，共设5个本科专业、7个硕士专业和5个博士专业。
3、化学与分子工程学院
北京大学化学系是中国国立大学中成立最早的化学系，其前身是成立于1910年的京师大学堂格致科化学门。1994年更名为化学与分子工程学院。
化学学院一直把培养具有健全人格、宽厚而扎实的化学基础、自主学习能力和创新意识、良好学术素养的基础科学院就与教学后备人才作为本科阶段的人才培养目标。
4、生命科学学院
北京大学生命科学学院的前身是北京大学生物学系，创建于1925年；1952年，全国高等学校院系调整时，北京大学、燕京大学和清华大学三校的生物学系合并；1993年，成立了北京大学生命科学学院。
学院是全国首批生物科学一级学科博士学位授予单位，有博士授予权的学科8个，硕士授予权的学科11个，并设博士后科研流动站。
5、城市与环境学院
城市与环境学院以地理学为主体，包含生态学、环境科学、城乡规划等多个相关学科，具有理、工、文多学科交叉的综合优势。学院拥有地理学国家一级重点学科，自然地理和人文地理两个国家二级重点学科。
城市与环境学院师资力量雄厚，共有全日制教学科研人员81人，其中中国科学院院士3人、教育部长江学者特聘教授10人，长江讲座和讲席教授各1人。