在学习过程中，学生会深入研究数学、物理、计算机编程基础，以及四大力学、固体物理、半导体物理、红外物理等相关基础理论。他们将掌握运用现代光学、电子学、计算机技术进行红外系统及其他光电子系统设计与应用的能力。课程内容涵盖光电子技术、光电子器件及系统、信号与系统、通信原理与技术、高等光学、应用光学、光电子学、计算机及网络技术、电子电路与技术、电动力学、量子力学、半导体物理、模拟电路、数字电路、大学物理、电路分析、C语言、高等数学、线性代数、概率论数理统计、电子设计自动化、工程制图等。此外，专业实践环节还包括普通物理实验、近代物理实验、电工技术实验、电子技术实验、光电子专业实验、程序设计上机、微机上机、工程训练、认识实习、专业调研、专业实习和毕业论文设计等。