為因應「跨域科技產業創新」的需求，臺師大成立「跨域科技產業創新研究學院」，以學院為統整單位，透過學院整合不同領域師資及教學資源，同時結合市場的趨勢與企業前瞻研發需求，讓學院成為跨領域創新的推動引擎，形成學企合一，使學生能夠在跨領域學習及前瞻技術商業化的框架下，達到即學即用的目標，同時將學研成果帶進企業。
為呼應政府提出產業創新為重點策略方向，研究學院下設置 「AI跨域應用研究所」及「綠能科技與永續治理研究所」二大研究所。其中「AI跨域應用」為教育部產業創新研究學院計畫擬定的五大重點領域中「人工智慧」及「智慧製造」項目；「綠能科技與永續治理」橫跨五大重點領域中「循環經濟」項目。
透過這二個研究所的設置，將建立學術界與產業界間系統性協力機制，緊密連結學校與產業，共同投入前瞻應用研究並培育人才，使臺師大成為產業創新的合作夥伴。
AI 跨域應用研究所
該研究所主要研發方向在人工智慧、物聯網科技、智慧製造技術等，與企業合作技術開發及研究四大主題，包含「智慧顯示科技開發與應用」、「元宇宙3D顯示器」、「影像顯示器智慧製造與自動生產校正」及「智慧資安技術發展」，共同培育產業實務需要的人才。另可透過產學合作機制與企業聯手開發人工智慧相關創新應用服務，加速孵育AIoT整體解決方案進軍國際市場，符應行政院110年核定「六大核心戰略產業推動方案」有關「資訊及數位」之內涵，符合國家重點領域「人工智慧、智慧製造」之設立精神。
此研究所目標為深化研究、產業技術升級、整合不同專業領域資源、以及開發科技新的契機。此研究所教學研究領域包含：深度學習、人工智慧系統平台、影像處理與分析、電腦視覺、自然語言處理、智慧顯示科技、智慧物聯網科技、智慧製造技術、智慧機器人等。課程特色注重產業鏈結，聘請國內外研究單位與企業之人工智慧應用領域專家參與授課，落實學用合一，解決學用落差。並與企業合作擬定技術開發議題，共同指導研究生進行前瞻技術開發計畫，培養具備人工智慧跨域應用所需的專業知識與實作技術的人才，解決產業實務議題。
綠能科技與永續治理研究所
該研究所主要研發方向在於從發展新興能源至新世代替代能源、再到節能科技、智慧電網、節能車輛系統等，積極拓展綠能及型塑資源永續的精神，亦將透過產學合作機制與企業共同建立跨域綠能應用平台，培育綠能高階人才及健全綠電參與制度，符應行政院110年核定 「六大核心戰略產業推動方案」有關「綠電及再生能源產業」之內涵，符合國家重點領域「循環經濟」之設立精神。
針對產業現況分析，以掌握產業脈動並加速轉型規劃為目標，此研究所的研究、教學與課程，乃根據新世代的科技與綠能產業趨勢，從基礎的新興能源材料、奈米元件、光電與儲能元件等研究，到再生能源系統、替代燃料(以酵素催化合成生質柴油)、新世代替代能源(太陽能及冷核融合)等，再到節能科技、電力能源轉換、智慧電網、油電車輛、電動車輛系統等一系列從基礎到產業應用課程。針對科技專業能力，開設整合性、跨領域課程。臺師大整合校內新穎材料製備、檢測、元件應用、酵素生物技術、微生物發酵技術、氫能源製造與儲存、固碳技術、再生能源與智慧電網系統、電力轉換元件、電動車輛檢測系統、能源管理控制系統等相關領域之研究能量，建立跨域綠能應用平台，深化學校與企業創新之研究合作，培育全方位綠能高階人才。