Институт естественных наук УрФУ включает в себя 3 департамента: департамент «Физический факультет», департамент «Химический факультет» и департамент «Биологический факультет». Цели и направления образовательной миссии института определены Концепцией развития естественнонаучного образования УрФУ. В рамках данной концепции под образованием в области естественных наук понимается развитие у студента системы знаний, связанных с изучением природы во всех ее проявлениях, и формирование естественнонаучной картины мира. Такое образование базируется на результатах наблюдений и экспериментальных исследований и их интерпретации с использованием современного математического аппарата. Образование в области естественных наук неразрывно с инженерным образованием, являясь его фундаментом. Ключевые отличия между ними состоят в том, что технические науки характеризуют закономерности технического мира и оцениваются не только на истинность, но и на эффективность, решение конкретных задач.