中国科学技术大学化学与材料科学学院由化学物理系、应用化学系、化学系、材料科学与工程系、高分子科学与工程系和化学实验教学中心六个单位组成。现任院长为李灿院士，执行院长为刘世勇，学院分党委书记、副院长为闫立峰，副院长为胡水明、邓兆祥、熊宇杰，学院分党委副书记为周小东。
1958年学校创立初时，共设有十三个系，其中与化学学科有关的系包括化学物理系、放射化学和辐射化学系、地球化学和稀有元素系、高分子化学和高分子物理系、以及公共基础课的化学教研室。九十年代学校开始建立学院体制，1996年学校将化学物理系、应用化学系和材料科学与工程系合并组建了化学与材料科学学院。建院过程中，将化学物理系的有机化学教研室和应用化学系的无机化学教研室、分析化学教研室合并起来新设立成化学系；将化学物理系的感光化学教研室、计算化学教研室和普通化学教研室与应用化学系的辐射化学教研室、工化教研室合起来成为新的应用化学系；将材料科学与工程系的高分子化学教研室和高分子物理教研室划出来，设立高分子科学与工程系。这样化学与材料科学学院共有五个系，即化学物理系、应用化学系、材料科学与工程系、化学系、高分子科学与工程系。2000年成立了学院直属的化学实验教学中心，2001年应用化学系被撤销，将辐射化学的师生并入高分子科学与工程系，感光材料的师生并入材料科学与工程系，其余师生并入化学系。2018年5月，根据学校学科发展和人才培养需要，应用化学系得到恢复。
目前，学院现有教职工213人，其中教授111人，副教授44人。教授中有中国科学院院士19人（含兼任），教育部 长江计划特聘教授 10人，国家杰出青年基金获得者34人，中组部青年拔尖人才5人，科技部创新推进计划2人，国家优秀青年基金获得者21人，教育部 新世纪优秀人才 19人。
学院拥有中国科学院能量转换材料重点实验室、中国科学院软物质化学重点实验室两个中科院重点实验室，安徽省先进功能材料重点实验室、安徽省生物质洁净能源重点实验室、表界面化学与能源催化安徽普通高校重点实验室三个省级科研机构，以及能量转换材料应用研发中心、应用化工技术开发中心两个科技应用平台。同时，学院依托合肥微尺度物质科学国家实验室、国家同步辐射实验室和中国科学院强磁场科学中心等平台开展科学研究。
学院的学科领域涵盖化学、材料科学与工程、化学工程与技术三个一级学科，包含无机化学、分析化学、有机化学、物理化学（含化学物理）、高分子化学与物理、可再生洁净能源、化学生物学、能源化学、材料物理与化学、材料学及材料加工工程等11个学科方向。化学学科为国家一级重点学科。根据ESI数据的统计分析，我院化学学科、材料科学学科已进入国际前1‰，尤其在单分子化学物理、纳米材料科学等交叉学科前沿领域取得了一系列重大原创性成果，在国际学术界产生了重要影响。2012年杨学明院士和李亚栋院士受邀在学院创建院士工作室，分别建立化学物理高等研究中心和纳米催化研究中心。学院整合研究力量，参与建立了三个协同创新中心，分别是由厦门大学牵头的面向科学前沿的能源材料化学协同创新中心、我校牵头的量子信息与量子科技前沿协同创新中心和由苏州大学牵头的面向区域发展的苏州纳米科技协同创新中心。学院拥有国家自然科学基金委创新团队4个（2003年、2011年、2015年、2020年），教育部创新团队3个（2005年、2007年和2011年）。
学院拥有优秀的教学师资队伍，并获得了多项教学成果。其中， 高聚物结构与性能 为国家级精品课程， 全面提升高分子物理重点课程的教学质量 获国家教学成果二等奖， 无机化学 等7门课程为安徽省精品课程，以及17项省部级教学成果奖。学院拥有4个省级教学团队和5位省级教学名师。学院是国家理科基础科学研究和教学人才培养基地，化学本科专业获得首批国家级一流专业建设点认定，材料物理、材料化学、高分子材料与工程3个本科专业获得省级一流专业建设点认定，化学实验教学中心为国家级实验教学示范中心和化学虚拟仿真实验教学中心。学院与中科院研究所共建 师昌绪材料科技英才班 和 卢嘉锡化学科技英才班 。在开设的本科课程中， 高聚物结构与性能 为国家级精品课程， 无机化学 等7门课程为安徽省精品课程。获得35项省部级以上教学成果奖，其中 全面提升高分子物理重点课程的教学质量 和 化学实验教学示范中心的建设与成效 获国家教学成果二等奖。
学院以培养从事前沿和交叉科学领域的基础研究与应用研究的领军人才为目标，注重对学生素质和创新精神的培养。学院现有学生2509人，其中本科生684人，硕士研究生911人，博士研究生616人，留学生62人，代培研究生236人。学院的本科毕业生80%以上进入国内外大学或研究院所攻读研究生学位。多年来，学院已经培养了一大批不同领域的杰出人才，为国家的科学教育事业、国民经济建设和国防科技建设事业做出了重大贡献。
学院承担和参与了国家重大科学研究计划、973项目、863项目、国家自然科学基金重点和面上项目，教育部 211工程 、 985工程 和中国科学院 知识创新工程 等科研项目，每年科研经费逾1亿。自2010年以来，共获省部级以上科研成果奖21项，其中国家自然科学二等奖6项、国家技术发明奖二等奖1项、安徽省自然科学一等奖6项、教育部自然科学一等奖2项。学院每年发表SCI论文600余篇，其中高区论文（I区和II区）占70%以上，高水平文章数量呈逐年递增趋势。
