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Der Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften umfasst vier Institute (Biologie, Chemie, Mathematik, Physik) mit über 40 Fachgebieten. Schwerpunkte der  Forschung liegen in Nanostrukturwissenschaften, Photonik und Molekularer Biowissenschaft. Vier fachdidaktische Arbeitsgruppen und die Technische Elementarbildung betreuen den Forschungsschwerpunkt Empirische Bildungsforschung in MINT-Fächern.

Am Fachbereich arbeiten über 400 MitarbeiterInnen und 3.000 Studierende studieren in mehr als 20 Studienprogrammen.

Im Januar 2018 hat der Sonderforschungsbereich SFB 1319 ELCH (Extremes Licht für die Analyse und Kontrolle von molekularer Cciralität) am Fachbereich seinen Betrieb aufgenommen. Partner sind die Goethe-Universität in Frankfurt am Main, die Philipps-Universität in Marburg und das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg. Sieben der insgesamt zehn Forschungsgruppen sind an der Universität Kassel angesiedelt.