物理情報システム専攻は、東京工業大学に設置されている六つの大学院研究科の一つ、総合理工学研究科に属しています。総合理工学研究科は、従来の枠を越えた新しい分野の教育・研究を目指し、1975年に設置された我が国初の学部を持たない独立大学院です。現在、総合理工学研究科には11の専攻があり、いくつかの学問領域にまたがる境界領域に学際的な新分野を開拓するという理念に基づく「学際専攻群」と新しい学問分野の創造と博士後期課程に重点を置いた「創造専攻群」から構成されています。物理情報システム専攻は、その前身である物理情報システム創造及び電子機能システム専攻が2005年に改組されて発足した学際専攻群の一つです。

　専攻には様々な講座が置かれていますが、組織的に大別すると三つにわけることができます。一つは、総合理工学研究科に籍を置く教員からなる基幹講座、そして客員教員が構成する外部連携講座、もう一つはすずかけ台キャンパス内に設置された研究所やセンターに籍を置く教員からなる協力講座です。但し、学生の教育・研究の観点からは所属する講座の違いによる差異はまったくありません。

　各学生は入学時からこれらの講座を担当する教員の研究室に所属し、講議による単位習得と研究指導を受けることになります。本専攻の修了者には、修士（工学、理学または学術）、博士（工学、理学または学術）のいずれかの学位が授与されます。