集成电路科学与工程的核心是超大规模集成电路，即通过一系列特定的加工工艺，将晶体管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路结构互连，“集成”在一块半导体晶片上（例如硅、锗硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅等），执行特定的功能。

集成电路设计的研究，涉及在微纳米级尺度上的电路与系统设计，通过特定的理论、方法、技术和结构，实现速度更高、性能更优、功耗更低的集成信息系统。

它的研究范围包括数字集成电路、模拟集成电路、射频集成电路、功率集成电路、微处理器设计、低功耗电路技术、系统级芯片技术、集成电路设计方法等。集成电路设计是一个不断迅速采用最新科学成果，具有极强的工程实践性，同时与产业结合极其紧密的综合性学科。如著名的摩尔定律所揭示，集成电路技术的发展极为迅速，研究成果产业化的速度远远高于其它大多数学科。集成电路芯片是现代信息社会的硬件基础，而我国在高端芯片方面与国际先进水平仍存在较大差距，因此开展集成电路设计尤其是高端芯片的研究具有重大的意义。