基础理学类是理学门类下的核心学科群，主要包含以下专业方向及细分领域：
数学与应用数学
侧重数学理论应用，核心课程包括微分方程、概率论等，培养数学建模与计算能力。
信息与计算科学
结合数学与计算机科学，涉及算法设计、数据结构等，适用于信息技术领域。
数理基础科学 （部分院校设置）
侧重数学基础理论，为其他学科提供工具，课程包含高等代数、拓扑学等。
物理学
研究物质运动规律，涵盖经典力学、量子力学等方向。
应用物理学
侧重物理原理在工程、材料等领域的应用，如光学、电磁学等。
核物理与声学 （部分院校细分）
核物理研究原子核结构，声学涉及波动与传播机制。
化学
基础化学理论及实验技能，分支包括有机化学、无机化学等。
应用化学
侧重化学在材料、环境等领域的应用，如药物化学、分析化学等。
化学工程与工艺 （部分院校设置）
结合化学与工程实践，培养工艺设计能力。
数学物理 ：数学与物理学的交叉学科，研究偏微分方程等。
计算化学 ：利用计算机模拟化学过程，属于新兴交叉领域。
统计与概率论 ：基础课程，为其他学科提供数据分析工具。
理学门类下还有生物学类（含生物科学、生物技术等）、天文学类、地球物理学类、地理科学类等分支，但上述数学、物理、化学是核心领域，专业设置相对集中。
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