Die Lehre als ein wesentlicher Eckpfeiler in den Aufgaben der Fakultät umfasst die Service-Lehre sowie die Lehre für die Fach-Studien der Fakultät und für fakultätsübergreifende Fachstudien.
Die Servicelehre umfasst insbesondere die Grundlagenausbildung in Mathematik und Physik für nahezu alle Studien der TU Graz. Im Studienjahr 2017/18 entfielen knapp 2/3 aller in der Fakultät durchgeführten Prüfungen auf den Bereich der Servicelehre.
Die Fakultät bietet Bachelorstudien sowie forschungsgeleitete Masterstudien in ihren Kerngebieten Mathematik, Physik und Geodäsie an. Die Fakultät bedient außerdem federführend das Lehramtsstudium Darstellende Geometrie und bringt sich stark in die fakultäts- und universitätsübergreifenden Studienprogramme Advanced Materials Science, Umweltsystemwissenschaften / Naturwissenschaften und Technologie, Geospatial Technology sowie Space Science and Earth from Space ein.
Die Bachelor- und Masterstudien der Mathematik und Physik werden im Rahmen der NAWI-Graz Kooperation gemeinsam mit der Universität Graz angeboten, die betreffenden drei Masterstudien (Mathematics, Technical Physics, Physics) im Zuge der Internationalisierung in englischer Sprache.
In dem Kerngebiet Geodäsie der Fakultät wurden die Studienpläne kürzlich zukunftsorientiert neu aufgestellt.
Das Masterstudium Advanced Materials Science, das 2008 eingeführt wurde und nunmehr auch englischsprachig, in NAWI Graz-Kooperation angeboten wird, haben mittlerweile über 100 Absolventinnen und Absolventen erfolgreich abgeschlossen.
Zahlreiche von der Fakultät betreute Abschlussarbeiten in den drei Studienbereichen erfolgen im Rahmen von Firmenkooperationen.
Die Doktoratsstudien aller drei Fachbereiche der Fakultät werden im Rahmen von NAWI Graz in den drei Doctoral Schools Mathematics, Physics bzw. Geosciences, Class of Geodesy durchgeführt. Der Fachbereich Mathematik ist an zwei Doktoratskollegs beteiligt, eines davon in Kooperation mit der TU München.