國立彰化師範大學理學院目前有數學系、物理學系、生物學系、與化學系等四個學系（所），與科學教育研究所、光電科技研究所、統計資訊研究所等四個獨立研究所。 其中，數學系與物理學系大學部每個年級有甲乙兩班，生物學系與化學系大學部每個年級有一班，科學教育研究所、數學系、物理學系、與光電科技研究所設有博士班。不管是教師人數或學生人數，理學院都是彰化師大當前人數最多的一個學院。
理學院的前身可以溯自民國60年台灣省立教育學院創校時設立之科學教育學系，該系最初係以實驗班方式招收專科畢業的在職教師，之後改參加大學聯合招生，並逐年設立數學、物理、生物、和化學四組。
民國70年，基於教學、行政和學生出路等因素報部奉准擴充成為獨立的四個學系。另為承繼科學教育學系統合數學、物理、生物、和化學等各系在推展科學教育工作和進行科學教育研究方面之功能，本校各系熱心科學教育的同仁即致力於科學教育研究所之籌設，而於民國76年正式成立科學教育研究所碩士班。
民國78年本校奉准改制為國立彰化師範大學後，成立科學教育學院，下設數學、物理、生物、和化學四系和科學教育研究所。 其後，為了四系申請增班增設研究所，以因應師資培育法的實施及未來發展所需，
早先科學教育學院各系之目標與功能，在精神上係承襲台灣省立教育學院時期科學教育系創系之宗旨－致力於培養中學科學師資和推展科學教育。由於數、生、物、化等四系早已獨立成系，並且近年來又陸續增班及增設研究所，使得本院除了在科學教育方面有穩固的基礎之外，在自然科學的研究亦具有優異的潛力，且已有相當不錯的進展與成就，倘能繼續努力，應可成為青年學子求學的好地方，更是學者從事研究及樂育英才的好所在。
| 名稱 | 任期 |
| 郭重吉 博士 | 78.8~84.7 |
| 林來居 博士 | 84.8~90.7 |
| 張惠博 博士 | 90.8~93.7 |
| 王文科 博士 | 93.8~94.1 |
| 張惠博 博士 | 94.2~94.7 |
| 邱守榕 博士 | 94.8~97.7 |
| 郭艷光 博士 | 97.8~101.7 |
| 洪連輝 博士 | 101.8~108.1 |
| 曾育民 博士 | 108.2~109.6 |
| 李漢文 博士 | 109.7~110.1 |
| 李奇英 博士 | 110.2~至今 |
