同濟大學設有建築與城市規劃學院、土木工程學院、經濟與管理學院、電子與信息工程學院、環境科學與工程學院、外語學院、語法學院、材料科學與工程學院、機械工程學院、醫學學院、科學學院、交通學院、汽車學院、海洋與地球科學學院、生命科學與技術學院、通信與藝術學院、軟件學院。還有繼續教育、先進技術、職業技術教育、國際文化交流、網絡教育、汽車營銷、女子學院、電影學院等。學校還擁有經中德兩國政府批準聯合培養碩士研究生的中德學院，與法國巴黎高科大學集團合作舉辦的中法工程與管理學院。目前有81個本科專業，151個碩士學位授權點，7個碩士學位授權點，58個博士學位授權點，13個博士後流動站，各類學生5萬余人，教學科研人員4200余人，其中中國科學院院士6人，中國工程院院士7人，教授。學校作為國家重要的科研中心之壹，擁有14個國家級和省級重點實驗室和工程研究中心。學校還有五所附屬醫院和兩所附屬學校。
同濟大學在長期辦學中形成了以“嚴謹求實、團結創新”、“同舟共濟、自強不息”為校訓的同濟精神，逐步形成了其五大辦學優勢:歷史悠久、學風嚴謹、師資力量雄厚的傳統優勢；德語，建築、土木、海洋、環境、車輛、交通的學科優勢；博采眾長，利用德(歐)語交流的“窗口”；立足上海，緊密結合國際化大都市發展的區域優勢；直屬中央，服務國家經濟建設主戰場的組織優勢。
近年來，同濟大學正在探索並逐步形成自己的現代教育理念和辦學理念。以本科教育為立校之本，以研究生教育為強校之路。建立知識、能力、人格三位壹體的綜合素質教育和復合型人才培養模式。堅持“人才培養、科學研究、社會服務、國際交流”四大辦學功能協調發展，努力強化服務社會的功能，實現大學功能的集中化。以國家科技發展戰略和區域經濟重點需求為導向，促進傳統學科的高科技發展、新興學科的實力增強和學科交叉集約化。與產業鏈緊密結合，形成優勢學科和相對弱勢學科融合的學科鏈和學科群，構建綜合性大學的學科體系。在為國家經濟建設和社會發展做貢獻的過程中，爭取更多的“個人冠軍”，提升學校的學術地位和社會聲譽。
同濟大學建成後的校區占地3700多畝，分為五個校區:四平路校區位於上海市四平路；滬西校區位於上海鎮南路；湖北校區位於上海市何新路；滬東校區位於上海市武東路；嘉定校區位於上海安亭國際汽車城。