מדעים מדויקים הם תחום רחב המהווה חלק מתחום כוללני יותר הקרוי מדעי הטבע. תחום המדעים המדויקים כולל בתוכו את התחומים הבאים: מתמטיקה (יישומית, עיונית, סטטיסטיקה וחקר הביצועים), מדעי המחשב, כימיה (קוונטית, אנליטית, אורגנית, אי-אורגנית), פיזיקה (קלאסית, קוונטית, גרעינית, חלקיקים), מדעי כדור הארץ (גאודיזיה, גאוכימיה, גאופיזיקה, גאולוגיה, מדעי הסביבה), מדעים פלנטריים וננוטכנולוגיה.

ברוב מוסדות הלימוד, תואר שני במדעים מדויקים מוצע בשני מסלולים: מסלול מחקרי הכולל הגשת עבודת תזה, ובוגריו יוכלים להמשיך ללימודי דוקטורט, ומסלול עיוני שאינו כולל הגשת תזה אלא עבודת גמר שאיננה מחקרית או היבחנות בבחינת סיום. בחירת המסלול מאפשרת לכל סטודנט לבחור לאיזה כיוון הוא רוצה לפנות בסיום התואר - לכיוון הוראה ומחקר או לכיוון מקצועי, כלומר לעבוד בתפקיד שהולם את כישוריו ואת התחום שלמד, להתקדם למשרות בכירות ולשפר את תנאי ההעסקה והשכר שלו.

לימודי תואר שני במדעים מדויקים הם המשך ישיר ללימודי מדעים מדויקים לתואר ראשון ומיועדים לבוגרי המסלולים השונים במדעים מדויקים בהתאם לדרישות מוסד הלימודים. לימודי התואר השני מעמיקים ומרחיבים את הידע שנרכש במסגרת התואר הראשון, ובכך מעלים את רמת ההשכלה, הניסיון והידע של הסטודנט, ומציבים אותו במקום גבוה ומבוקש יותר בשוק העבודה.

קיימים מסלולים מגוונים ללימודי תואר שני במדעים מדויקים ומומלץ לבדוק עם מוסדות הלימוד השונים אילו מסלולים מוצעים. שוק העבודה צמא לעובדים בעלי תואר שני, המסוגלים להתמודד עם משימות מורכבות יותר וכך לתרום ליעילות הארגון ולהצלחתו. על כן, בוגרי תואר מוסמך במדעים מדויקים יוכלו להשתלב בקלות במגוון מקומות תעסוקה ובעיקר בחברות ובמפעלים הקשורים לענף הייטק והתעשייה.

לימודי תואר שני במדעים מדויקים פונים בראש ובראשונה לבוגרי תואר ראשון במדעים מדויקים (כדוגמת תואר ראשון במתמטיקה, פיזיקה, כימיה, מדעי המחשב, מדעי כדור הארץ, מדעים פלנטריים, ננוטכנולוגיה ועוד). הלימודים מתאימים לאלו אשר רוצים להרחיב את השכלתם וידיעותיהם בתחום שלמדו בתואר הראשון או בתחומים אחרים. בוגרי תואר מוסמך במדעים מדויקים הופכים לאנשי מקצוע מובילים בשוק העבודה ומשתלבים במשרות בכירות במגוון רחב של תפקידים ומקומות תעסוקה, וזאת בהתאם לתחום התמחותם. 

כמו כן, לימודי תואר שני במדעים מדויקים מתאימים לאלו אשר רוצים לפתח קריירה אקדמית ולערוך מחקרים בתחומם. בוגרי המסלול המחקרי יוכלו להמשיך גם ללימודי דוקטורט ולהשתלב בצוות המחקר וההוראה במוסדות להשכלה גבוהה ובמכוני מחקר שונים.

לימודי תואר שני במדעים מדויקים פונים לבוגרי תארים ראשונים במקצועות המדעים המדויקים (כדוגמת תואר ראשון במתמטיקה, פיזיקה, כימיה, מדעי המחשב, מדעי כדור הארץ, מדעים פלנטריים, ננוטכנולוגיה ועוד). הבוגרים נדרשים להציג ממוצע ציונים של 80-85 בתואר הראשון, כתלות במקצוע שבו רוצים להתמחות וכתלות במוסד הלימודים שבו הם רוצים ללמוד. נוסף על כך, לעיתים מוסדות הלימוד מציבים דרישות קבלה נוספות כגון ראיון אישי, מעבר ועדות קבלה, פטור מלימודי השפה האנגלית, מציאת מנחה לליווי כתיבת התזה ועוד.

כמו כן, בוגרי תואר מוסמך אשר ירצו להמשיך ללימודי דוקטורט בתחומם ולעסוק במחקר עצמאי, יצטרכו להציג גם כן הישגים נאים בלימודי התואר השני ולעמוד בדרישות הסף של הפקולטה.

משך זמן הלימודים בתואר שני במדעים מדויקים משתנים בהתאם למסלול הלימודים הנבחר ובהתאם למוסד הלימודים. עם זאת, ניתן לומר באופן כללי כי על פי רוב הלימודים נמשכים כשנתיים. במסלול המחקרי, הכולל הגשת עבודת תזה, תינתן בדרך כלל הארכה לשנה נוספת במידת הצורך, וזאת לשם השלמת כתיבת התזה.

חשוב לציין כי מוסדות לימוד רבים מציעים לימודי תואר שני במדעים מדויקים במתכונת שאינה מתכונת לימודי יום, כדוגמת לימודי ערב או/ו לימודים בימי שישי בבוקר. אפשרות זו מהווה יתרון עבור אלו אשר מעוניינים לרכוש השכלה זו אך אין ביכולתם לפנות את יומם לשם כך, וזאת עקב התחייבויות קודמות. כך גם אנשים בוגרים יכולים לשלב לימודים אקדמיים מתקדמים עם עבודה במשרה מלאה ומחויבויות אחרות.

קיימים מסלולים רבים בתואר שני במדעים מדויקים המוצעים על ידי מוסדות הלימוד השונים, ביניהם ניתן למצוא את המסלולים הבאים: מתמטיקה (יישומית, עיונית, סטטיסטיקה וחקר הביצועים, תורת המשחקים), מדעי המחשב, כימיה (קוונטית, אנליטית, אורגנית, אי-אורגנית), פיזיקה (קלאסית, קוונטית, גרעינית, חלקיקים, תורת המיתרים, תרמודינמיקה, רפואית), מדעי כדור הארץ (גאודיזיה, גאוכימיה, גאופיזיקה, גאולוגיה, מדעי הסביבה), מדעים פלנטריים, ננוטכנולוגיה ועוד. חשוב לציין כי לא כל מוסדות הלימודים מציעים את כלל המסלולים השונים, לכן יש לבדוק מול המוסד הרלוונטי את התוכניות והמסלולים השונים שמוצעים בו.

מובן שהקורסים, נושאי הלימוד והנושאים לעבודה המחקרית (תזה) משתנים בהתאם למסלול הלימודים הנבחר. בוגרי תואר ראשון בתחום ששונה מהתחום של התואר השני עשויים להידרש לעבור קורסי השלמה על מנת לצמצם פערי ידע בנושאים בסיסיים.

בוגרי תואר שני במדעים מדויקים הם אנשי מקצוע מלומדים ומיומנים ביותר ועל כן מבוקשים מאוד בשוק העבודה. הבוגרים יכולים להשתלב במגוון רחב של תחומים ותפקידים וזאת בהתאם להכשרה הספציפית והמקצוע שרכשו. באופן כללי ניתן לומר כי הבוגרים יוכלו להשתלב בתפקידי מפתח בסקטור הציבורי והפרטי בתפקידי מעבדנות, פיתוח ומחקר בתעשיות צבאיות, רפואיות, טכנולוגיות, כימיות, חלקאיות, מזון ועוד.

כמו כן, בוגרי תואר שני אשר ירצו להמשיך באקדמיה יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט. בסיום לימודים אלו הבוגרים יעסקו במחקר אקדמי עצמאי, וכן יוכלו להשתלב כמרצים בסגל ההוראה של מוסדות אקדמיים שונים - אוניברסיטאות ומכללות אקדמיות.

בסיומו של התואר השני במדעים מדויקים, יוכלו בוגרי המסלול המחקרי (הכולל הגשת עבודת תזה) להמשיך ללימודי תואר שלישי. בוגרי תואר מוסמך במדעים מדויקים אשר סיימו את המסלול המקצועי (שאינו כולל הגשת תזה אלא פרויקט גמר שאיננו מחקרי), ומעוניינים להמשיך גם הם ללימודי דוקטורט, יידרשו בהשלמות המסמיכות אותם לעבודת מחקר עצמאית, וזאת בהתאם לדרישות הפקולטה.

על מנת להתקבל למסלול הדוקטורט על המועמדים להציג הישגים אקדמים גבוהים במסגרת התואר השני, להציג מכתבי המלצה, לעבור ראיון אישי וועדת קבלה. מסיימי מסלול הדוקטורט יוכלו לפתח קריירה אקדמית ולהשתלב בסגל המחקר וההוראה במוסדות להשכלה גבוהה, בתור מרצים וחוקרים מן השורה הראשונה.