衡阳师范学院所拥有的硕士专业有物理学、电子信息科学与技术、应用化学、化学生物学、高分子材料与工程等。
1、物理学
物理学主要研究物质运动规律和物质基本结构，是关于大自然规律的知识，探索分析大自然所发生的现象，以了解其形成原因及过程，例如：闪电、雨水的形成原因及过程，宇宙行星的运转规律、生活中电路短路断路的原因。
2、电子信息科学与技术
电子信息科学与技术主要研究电子、信息技术和计算机等方面的基本知识和技能，涉及现代电子技术、现代通信技术、计算机技术及网络技术等多个领域。
3、应用化学
应用化学研习化学基础知识、基本理论和基本技能的同时，还要学习相关的工程技术知识，包含应用研究、技术开发等，例如：工厂零部件的生产工艺流程、产品的质量把控、各种有害物质的监测及处理等。
4、化学生物学
化学生物学通过化学的理论和方法研究生物中的生命现象、生命过程，包含疾病的发生发展、人为用药对病理过程的干预等，例如：流感的形成原因及治疗措施、抗癌药物的研发、人体激素指标的检验等。
5、高分子材料与工程
高分子材料与工程主要研究高分子材料（如：橡胶、纤维、塑料）的组成、结构、性能以及制备和加工应用等方面的基本知识和技能，针对工业生产所需对高分子材料进行合成和加工。