《西北大学学报》（自然科学版）创刊于1913年7月1日，是我国高校创办最早的文理综合性大学学报之一。学报中经《西北大学周刊》(1924年)、《西大学报》(1939年)、《西北学术》(1943年)、《西北大学学报》(自然科学版，1957年)等刊的发展，延续至今。学报为自然科学综合性学术理论期刊，办刊宗旨为：立足世界科学发展前沿，展示西部科技文化风采；兼顾理论探索与应用开发，崇尚学术争鸣与创新求实。学报主要发表数理科学与信息科学、化学与化学工程学、生命科学与医药学、地球科学与环境科学、科学技术史等基础研究和应用研究方面的学术论文。读者对象主要是科技工作者、理工科大学教师和研究生、大学生和中等专业学校理工科教师，以及科技史工作者等。
据中国科技信息研究所、万方数据2006年的统计，学报影响因子为0.591，居于全国综合性大学自然科学学报第7名，总被引频次为789次，居第10名，他引比达81％，基金论文比达91％。学报被《中文核心期刊要目总览》、中国科技信息研究所、中国科学院科学引文数据库核心库等列为核心期刊。同时，被美国《数学评论》、美国《化学文摘》、德国《数学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》，以及国内20余种文摘或数据库固定收录。本刊除自建有开放阅读式独立网站http://www.jnwu.cn以外，并全文录入CNKI中国学术期刊全文数据库、维普中文科技期刊数据库、万方数据化期刊、龙源期刊网等。学报除在国内拥有读者外，还发行或交换至日本、美国、西德、英国、爱尔兰、奥地利、荷兰、澳大利亚、比利时、阿曼、苏丹、巴基斯坦、法国、泰国、朝鲜、加拿大等国家。
学报先后获得多种奖励或荣誉：于1989年被陕西省高教局评为优秀编辑质量一等奖；于1992年，获中共中央宣部、国家科委、国家新闻出版署颁发的全国首届优秀科技期刊三等奖和陕西省优秀科技期刊；于1995年，获国家教委科技司授予的全国重点高校优秀学报一等奖并获陕西省教委、新闻出版局授予的陕西高等学报优秀期刊第一名，编辑部被授予全省优秀编辑部；于1997年，在第二届全国优秀期刊评比中，由中共中央宣传部、国家科委、新闻出版署评为全国优秀科技期刊三等奖；于1999年获国家教育部颁发的全国优秀学报一等奖，同时获陕西省高校学报一等奖和十佳学报称号。2000年被国家新闻出版总署和国家科技部列入“中国期刊方阵”（双效期刊），2001年和2006年被陕西省科技厅评为优秀期刊。2006年10月20日被教育部科技司评为首届中国高校精品科技期刊。学报编辑部为全国高校自然科学学报研究会副理事长单位和陕西省高校学报研究会理科理事长单位，编辑部另附设有西北大学编辑出版与传播科学研究所。