Lựa chọn mục tiêu chiến lược là đào tạo chuyên sâu, định hướng nghiên cứu và ứng dụng đáp ứng nhu cầu xã hội, Trường Đại học Khoa học (Đại học Thái Nguyên) đã và đang khẳng định đúng đắn hướng đi của mình trong xu thế hội nhập quốc tế. Thành lập năm 2002, đến nay, trải qua 15 năm hoạt động, Trường đã đào tạo được trên 1.000 thạc sĩ khoa học, tạo được sức hút mạnh mẽ đối với người học, nhất là đào tạo sau đại học và nghiên cứu sinh.
Xác định rõ mục tiêu chiến lược phát triển đó là lấy khoa học cơ bản làm nền tảng để phát triển vào các lĩnh vực ứng dụng của đời sống xã hội. Để thực hiện được mục tiêu này, Nhà trường đã đề ra nhiệm vụ trọng tâm là xây dựng đội ngũ nhà khoa học tâm huyết, lựa chọn các chuyên gia trong nước, quốc tế có nhiều kinh nghiệm đào tạo, nghiên cứu khoa học và ứng dụng tham gia cộng tác xây dựng Trường thành một môi trường nghiên cứu khoa học của trung tâm vùng. GS,TS. Toán học Lê Thị Than Nhàn, Hiệu trưởng Nhà trường cho biết: “Trong bối cảnh hội nhập quốc tế, vấn đề cốt lõi là phải đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao (thạc sĩ, tiến sĩ) đủ trình độ, năng lực trực tiếp tham gia vào các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội. Nguồn nhân lực ấy vừa làm chủ khoa học, công nghệ, nhưng đồng thời cũng là người trực tiếp chuyển giao ứng dụng khoa học và công nghệ”.
Với cách tiếp cận đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao như vậy, chỉ sau 5 năm thành lập, năm 2007, Trường chính thức mở hai chuyên ngành đào tạo thạc sĩ: Toán ứng dụng và Phương pháp Toán sơ cấp. Từ 20 học viên ban đầu đến từ các cơ quan, ngành của các tỉnh khu vực phía Bắc trúng tuyển vào học, đến nay đã tăng lên hơn 1.000 học viên. Trường đã mở tiếp lên thành 9 chuyên ngành đào tạo trình độ thạc sĩ, với các ngành: Toán ứng dụng, Phương pháp Toán sơ cấp, Công nghệ Sinh học, Văn học Việt Nam, Hóa phân tích, Quang học, Quản lý Tài nguyên và Môi trường. Đặc biệt, năm 2008, trường được Bộ Giáo dục và Đào tạo giao nhiệm vụ đào tạo trình độ tiến sĩ chuyên ngành Hóa Sinh học, Đại số và Lý thuyết số, Toán ứng dụng. Để có bước tiến nhanh và vững chắc trong 15 năm qua, Nhà trường đã tập trung các nguồn lực đầu tư nâng cao trình độ đội ngũ và các điều kiện phục vụ nghiên cứu khoa học. Chính vì vậy, từ chỗ ban đầu chỉ có 6 tiến sĩ, 18 thạc sĩ khi mới thành lập trường, đến nay Trường đã có 1 Giáo sư, 6 Phó Giáo sư, 70 tiến sĩ, 66 nghiên cứu sinh và 189 thạc sĩ.
GS,TS.Nguyễn Văn Mậu, nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) là người gắn bó nhiều năm với Trường đại học Khoa học Thái Nguyên, nhất là trong hoạt động đào tạo sau đại học, nghiên cứu sinh và nghiên cứu ứng dụng của Trường nhận xét: “Xu thế khoa học và công nghệ ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, nhất là cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang làm thay đổi cuộc sống của con người. Việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao (thạc sĩ, tiến sĩ) mang tính ứng dụng và định hướng nghiên cứu chuyên sâu của Trường Đại học Khoa học là đúng đắn. Hiện nay có rất nhiều ứng dụng khoa học, công nghệ tích hợp cao. Một sản phẩm công nghệ hàm chứa cả Toán, Lý, Hóa, Sinh, khoa học môi trường… nên mỗi lĩnh vực cần có các chuyên gia trực tiếp tham gia nghiên cứu và làm chủ. Mỗi thạc sĩ, tiến sĩ học tập, nghiên cứu tại đây sẽ là nguồn nhân lực chính cho hoạt động ứng dụng khoa học, công nghệ tại các ngành, địa phương trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. Còn GS,TS. Lê Trần Bình, Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam cho rằng: “Tham gia cộng tác với Trường Đại học Khoa học, chúng tôi đặt vấn đề là lấy ứng dụng thực tiễn làm thước đo đào tạo. Nhất là ở trình độ tiến sĩ, yêu cầu nghiên cứu sinh một số chuyên ngành phải có bài báo khoa học đăng trên các tạp chí quốc tế phù hợp với trình độ đào tạo trên thế giới. Chính vì vậy, sau khi tốt nghiệp, đã có nhiều thạc sĩ và nghiên cứu sinh được đào tạo tại Trường trở thành chuyên gia khoa học thực nghiệm như: Vật lý, Hóa học, Sinh học thiết thực phục vụ đời sống”. TS.Vũ Thị Lan, Khoa Công nghệ Sinh học tâm sự: “Điều mà Nhà trường khẳng định với xã hội đó là học viên, nghiên cứu sinh tại đây hoàn toàn có thể làm chủ về kiến thức và đủ khả năng tham gia nghiên cứu các chương trình, dự án cấp quốc gia, quốc tế trong từng lĩnh vực khoa học. Các thạc sĩ, tiến sĩ hoàn toàn có thể thiết kế, phân tích định tính, định lượng hóa vi sinh, sinh học phân tử, xét nghiệm, chẩn đoán bệnh ở người và động vật, nghiên cứu bằng kỹ thuật sinh học phân tử, công nghệ cấy mô tế bào, xây dựng quy trình sản xuất thuộc lĩnh vực nghiên cứu phù hợp với thực tế từng địa phương”.
Đào tạo sau đại học gắn chặt với nghiên cứu khoa học, đó vừa là mục tiêu, vừa là động lực của Nhà trường. Tính từ năm 2010 đến nay, Trường đã công bố 164 bài báo quốc tế ISI, chiếm ¾ số lượng công bố của toàn Đại học Thái Nguyên. Đội ngũ giảng viên, nghiên cứu sinh và cao học đã trực tiếp tham gia thực hiện 7 đề tài cấp Bộ, 79 đề tài nghiên cứu khoa học cấp đại học, góp phần thiết thực làm cơ sở dữ liệu khoa học và tư liệu nghiên cứu cho các ứng dụng dạy học và chuyển giao công nghệ. Đặc biệt 100% đề tài, luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, tiến sĩ đều được trưng cầu tham gia phản biện, đánh giá từ thực tế các cơ quan, ngành và địa phương. Có thể nói, với những bước đi thực tế, hiệu quả và đáp ứng nhu cầu xã hội, hoạt động đào tạo sau đại học nơi đây đã và đang trở thành điểm thu hút đông đảo các nhà khoa học và những người đam mê nghiên cứu khoa học.