北京大学微纳电子学系有着源远流长的学术渊源，发展历史可以追溯到上世纪五十年代由著名物理学家黄昆院士领导的在北京大学物理系创建的我国第一个半导体专门化。在我国著名的微电子学家王阳元院士、黄如院士的领导下，北京大学微纳电子学科为我国微电子产业培养了大批优秀人才，是我国培养高水平微电子人才的一个重要基地，是国家和学校大力支持和发展的重点学科。
微纳电子学系设有完备的人才培养体系，本科生教育设有微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统两个专业，硕士生教育设有微电子学与固体电子学专业，博士生教育设有微电子学与固体电子学专业，还设有博士后流动站。同时，北京大学微纳电子学系具有良好的人才培养与科学研究的先进设施，是首批国家示范性微电子学院入选单位，并入选了首批国家产教融合平台，目前拥有微米/纳米加工技术国家级重点实验室、微电子器件与电路教育部重点实验室、北方微电子研究开发基地新工艺新器件新结构电路国家计委专项实验室、北京市软硬件协同设计(原名软件固化)高科技重点实验室等4个国家或省部级重点实验室，实验设备总资产逾2亿元，实验室水平达到国内领先，与国际先进水平同步。
北京大学微纳电子学系下设5个研究所/中心和3个实验室：新器件及集成技术研究所（ULSI）、集成电路与系统设计研究所(SOC)、集成微纳系统研究所(MEMS)、宽禁带半导体研究中心、射频与太赫兹集成技术研究中心，以及ICCAE（EDA）实验室、工艺实验室和测试实验室。科学研究和人才培养在基础研究、关键技术、应用开发3个层面上展开，已经取得了一系列具有国际先进水平的科研成果，并为学术界与产业界培养出大量高水平人才。
北京大学微纳电子学系注重开展广泛的国际、国内合作与技术交流，拥有国家软件与集成电路人才国际培训基地和后摩尔时代微纳电子引智基地（111计划）等国际学术交流与技术合作平台，聘请一批国际著名学者作为兼职教授或客座教授。同时注重产业界合作与成果转化，与华为海思、中芯国际、台积电、Synopsys、Cadence等建立或正在商谈建立联合实验室和合作研究项目。北京大学微纳电子学系将基于产教融合平台以开放的心态与国内外企业开展深层次合作。
