其中20世纪的主要学术贡献有:30年代发明了地震仪、里氏地震强度等级;进行有关化学键性质的研究，奠定分子生物学的基础。40年代对病毒的遗传结构和复制机理做出了重大发现，推进分子遗传学的诞生。1948年首次勘测了北半球所能观测的整个星空，发现了数以千计的新星及星系、彗星，并绘制天图。1953年推算出现代科学界公认的地球年龄46亿年。60年代提出夸克理论;发现大脑两半球各司不同的职能:左半球主管语言，右半球主管形象思维。1986年发明了脱氧核糖核酸序列分析器。不我的华文出也的从世界上最大的光学天文望远镜到连接原子之间的作用力，从地震学到分子生物学，从夸克理论到太空探索，该校的科学家所起的作用是他人难以取代的。
著名物理学家爱因斯坦、理查德・费曼、密立根、盖尔曼，著名的天文学家哈雷、遗传学的鼻祖摩尔根、火箭专家冯・卡门都曾执教于此。卡尔・安德逊、戴尔布拉克、派特森、鲁道夫・马尔克斯、莫利・吉尔曼、艾德・路易斯等曾在该校做出重大发现。
加州理工30多名校友或教授先后获得诺贝尔奖，其中莱纳斯・鲍林获得两次。此外，著名校友还有英特尔公司的创始人戈登・摩尔，登月宇航员哈里森・施密特，马丁・施密特，鲍文奎、法兰克・卡普、史蒂芬・沃尔夫勒姆等。
中国科学家周培源、钱伟长、钱学森、赵忠尧、郭永怀、谈家祯、林家翘、叶公杼、沈善炯、庄逢甘、罗霈霖、白春礼等都是该校校友。
