光電信息科學與工程專業主要學習光學、機械學、電子學及計算機科學的基礎理論及專業知識，包括數學、物理、電子學、光學、材料科學和計算機科學等課程。具體來說，它涵蓋了光電子技術、光纖通信、光電檢測、光電成像和光信息處理等專業領域。
專業課程可能包括電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、通信原理、信號與系統、數字信號處理、微機原理及應用、單片機、軟件技術基礎、物理光學、應用光學、信息光學、光電信息工程、信息處理基礎、光電檢測技術、近代光學量測技術、傳感器原理、激光技術、光纖通信、光電子學、數字圖像處理等。
此外，還有一系列專業任選課和實踐環節必修課，如工程製圖、現代化學基礎、微電子器件與IC設計、光電圖像處理、生物醫學光學原理與成像技術、激光與物質相互作用、微納光電系統、激光光譜、固態照明與顯示技術等。