荟萃学院成立于2015年3月，是学校拔尖创新人才培养特区和深化教育教学改革的示范区。学院名称取意“荟萃”，旨在汇聚优质育人资源，培养出类拔萃的人才。学院坚持立德树人根本任务，以为党育人、为国育才为根本目标，按照“高点定位、打造特区，精英培养、示范领跑”工作思路，为优秀学生成长成才搭建高端平台。单独制定培养方案，选聘师德高尚、学术造诣高、教学经验丰富的优秀教师，开展小班化研究性教学；实行全程导师制，学生在导师指导下开展个性化学习。打造“交流营、荟萃讲堂、博雅讲堂、学术年会、SICA论坛”等特色学术交流平台，促进学生跨学校、跨模式、跨专业、跨年级交流。学院现有培养模式包括：理科实验班、本研一体班、人文素养班、能源未来技术学院、地学拔尖基地班、化学拔尖基地班，在校学生1600余人。
【理科实验班】
理科实验班创办于2012年，按照“厚基础、宽口径、强交叉、重创新”的理念，创造一流学习条件，让优秀的学生跑在“高速路”上。理科实验班采取两段式培养模式，学生自主选择专业；突出个性化培养，实施“一人一策”培养方案，学生在导师指导下制定个性化课程修读计划；开展精英化教育，配备优秀师资，推行“一制三化”（导师制、小班化、个性化、国际化）教学；学生单独组班，集中住宿；研究生推免比例达50%，各类奖学金获奖比例达80%，支持学生在学期间开展境外学习交流。9届毕业生70%以上攻读清华大学、浙江大学、上海交通大学等一流大学研究生或出国深造，在校期间获国家级学科竞赛奖励近400项，发表高水平学术论文100余篇。
【本研一体班】
2017年，学校依托优势学科，系统设计实施本研一体化贯通培养模式，构建本硕博纵向贯通、多学科相融合的拔尖创新人才培养体系，为优秀学生成长成才打造“直通车”。本研一体班按照11个学科大类进行培养，单独制定本硕博一体化培养方案；实施精英化教育，汇聚校内外优质资源，配备优秀师资，推行“一制三化”（导师制、小班化、个性化、国际化）教学；强化科教融合、产教融合、学科融合，实施“长程梯度式”科研训练，注重学术思维养成和能力循序提升；学生100%攻读本校研究生，优秀学生可直接攻读博士学位；实施专门的奖助体系，支持学生在学期间开展境外学习交流，激励学生勤奋学习、潜心研究、勇于创新、追求卓越。4届本研一体班学生本科阶段获国家级学科竞赛奖励200余项，公开发表高水平学术论文70余篇。
【人文素养班】
2015年，学校开设人文素养班，强化提升理工科学生的人文素养和综合素质。人文素养班实行荣誉教育培养模式，培养周期为一年半，按照“科学素养与人文精神、课堂教学与素质拓展、名家导学与自主发展深度融合”的理念，实施“荣誉课程+荣誉项目”，通过开展特色课堂教学与素质拓展活动，培养理工基础扎实、人文素养高、具有开阔视野和可持续发展潜力的高素质复合型人才。目前已组建十期人文素养班，招收学生800余人。
【能源未来技术学院】
2024年，获批山东省首批未来技术学院，依托地质资源与地质工程、石油与天然气工程、控制科学与工程等国家“双一流”建设学科和山东省优势特色学科，发挥学校深层油气全国重点实验室等高端科研平台优势，聚焦能源勘探、能源开发两个未来技术方向，培养具备卓越创新想象力、跨界融合力、前瞻判断力、人文涵养力、全球胜任力的未来科技创造及领军人才。新生入学后选拔，单独组班，单独制定培养方案，配备优秀师资，强化基础和科研训练，推行“一制三化”（导师制、小班化、个性化、国际化）教学。实施本研一体培养模式，能源勘探方向本科毕业专业为资源勘查工程或勘查技术与工程，能源开发方向本科毕业专业为石油工程、海洋油气工程或碳储科学与工程；优秀学生可直接攻读博士学位；支持学生在学期间开展境外学习交流。
【油气地学、化学拔尖学生培养基地】
2024年，获批油气地学和化学两个山东省首批基础学科拔尖学生培养基地，依托一级博士点学科、国家一流专业建设点、国家重点实验室等优质资源，着力培养具有家国情怀、人文情怀、世界胸怀，能够勇攀世界科学高峰、引领人类文明进步的自然科学家。新生入学后选拔，单独组班，单独制定培养方案，配备优秀师资，推行“一制三化”（导师制、小班化、个性化、国际化）教学。油气地学拔尖学生培养基地实施本研一体化培养，本科毕业专业为地质学或地球物理学；化学拔尖学生培养基地研究生推免比例达50%，本科毕业专业为化学；支持学生在学期间开展境外学习交流。
【数据截至：2024年6月】