اهتمت جامعة الملك عبد العزيز منذ إنشائها ببرامج الدراسات العليا، وقد جاء هذا الاهتمام متماشياً مع لائحة تأسيسها والتي نصت في مادتها الأولى (أ) على تكليف الجامعة "بتوفير أسباب التعليم الجامعي والدراسات العليا في مختلف الآداب والعلوم ومجالات المعرفة المتخصصة"، وحيث أن لوائح الجامعات السعودية تنص نصاً صريحاً على الاهتمام بالدراسات العليا ويؤيد ذلك استراتيجية السياسة التعليمية في المملكة ككل، والتي حدد قرار مجلس الوزراء رقم 779 (16/9/1389هـ) أبعادها، إذ كلف جميع جامعات المملكة "بإتاحة الفرصة أمام النابغين للدراسات العليا في التخصصات العلمية المختلفة" وبأن "تفتح أقسام للدراسات العليا في التخصصات المختلفة كلما توافرت الأسباب والإمكانات لذلك" .
بدأت الدراسات العليا في جامعة الملك عبد العزيز في عام 1396هـ، وتم إنشاء العمادة عام 1419هـ بهدف توفير نمط إشرافي وتنسيقي أكثر كفاءة وفاعلية للدراسات العليا بالجامعة، ومنذ ذلك الوقت توسعت وتنوعت برامجها وتزايد الإقبال على الالتحاق بها، مما أدى إلى تزايد أعداد الخريجين والخريجات والأبحاث العلمية المجازة.
وكانت البداية في كلية الآداب والعلوم الإنسانية في عام 1396هـ وتم تدريجياً منذ ذلك العام إدخال برامج الماجستير في أقسام المكتبات والمعلومات والتاريخ والاجتماع والجغرافيا واللغات الأوروبية وآدابها، إضافة إلى اعتماد برامج الدكتوراه في أقسام التاريخ والمكتبات والمعلومات والاجتماع.
وفي عام 1397/1398هـ بدأت الدراسات العليا في كلية الاقتصاد والإدارة لمنح درجة الماجستير بقسمي إدارة الأعمال والمحاسبة. وقد أدخلت فيما بعد برامج الماجستير في الإدارة العامة والاقتصاد والنظم والعلوم السياسية وادارة الخدمات الصحية والمستشفيات.
وفي عام 1398هـ صدرت الموافقة على إنشاء كلية علوم الأرض تطويراً لمعهد الجيولوجيا التطبيقية الذي كان قد ألحق بالجامعة عام 1396هـ وكان المعهد يقدم برامج الماجستير والدكتوراه منذ إنشائه عام 1390هـ، وقد استمرت الكلية في تقديم هذه البرامج. وتمنح الكلية درجات الماجستير والدكتوراه في الثروة المعدنية والصخور، جيولوجيا البترول والترسبات، الجيولوجيا البنائية والاستشعار عن بعد، الجيوفيزياء، جيولوجيا المياه، والجيولوجيا الهندسية والبيئية.
وفي عام 1400/1401هـ بدأت كلية الأرصاد والبيئة وزراعة المناطق الجافة قبول الطلاب لدرجة الماجستير في الأرصاد وعلوم البيئة وزراعة المناطق الجافة وعلوم وإدارة موارد المياه، كما أنشأت برنامج الدكتوراه في زراعة المناطق الجافة.
وفي كلية العلوم بدأت الدراسات لمنح درجة الماجستير في عام 1401هـ بأقسام الكيمياء وعلوم الأحياء ثم تلتها الأقسام الأخرى وتمنح الكلية الآن درجة الماجستير في الكيمياء والأحياء والرياضيات والفيزياء والإحصاء والكيمياء الحيوية وعلوم الفلك، وتم اعتماد برنامج الدكتوراه في علوم الأحياء والإحصاء والكيمياء.
وقد شهد عام 1401/1402هـ بداية الدراسات العليا في كلية الهندسة، وتمنح الكلية الآن الماجستير في الأقسام التالية: الهندسة المدنية، الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات، (وتشمل هندسة القوى الكهربائية، هندسة الإلكترونيات، هندسة الحاسب)، وهندسة الإنتاج وتصميم النظم الميكانيكية، الهندسة الحرارية وتقنية تحلية المياه، الهندسة النووية، الهندسة الصناعية، الهندسة الكيميائية وهندسة المواد، هندسة التعدين، وهندسة الطيران، وتم اعتماد برنامج الدكتوراه في الهندسة المدنية.
وفي كلية علوم البحار بدأت برامج الماجستير بقسم الأحياء البحرية في عام 1401/1402هـ، ثم أدخلت برامج الماجستير في أقسام الفيزياء البحرية، الكيمياء البحرية، والجيولوجيا البحرية.
أما كلية الطب، فقد بدأت تنظيم برامجها للدراسات العليا في عام 1405/1406هـ في مجالات الزمالات المهنية، وقد شملت الآن زمالة كلية الجراحين الملكية الإيرلندية في الجراحة، وزمالة المجلس العربي للاختصاصات الطبية العربية في مختلف التخصصات الإكلينيكية. ويعقد امتحان الكلية الملكية البريطانية في أمراض النساء والولادة بالكلية. ولقد أكملت الكلية إعداد برامجها لمنح الماجستير في علم التشريح، الكيمياء الحيوية السريرية، وظائف الأعضاء، علم الأحياء الدقيقة الطبية، والأشعة التشخيصية وأنشأت برنامج الماجستير في طب المجتمع وبرنامج الماجستير في علم الأدوية وماجستير تقنية التشريح والانسجة .
وتقدم أقسام الاقتصاد المنزلي بقسم الطالبات بجدة منذ عام 1412هـ درجة الماجستير في الاقتصاد المنزلي في تخصصات الغذاء والتغذية، الملابس والنسيج، الإسكان وإدارة المنزل، دراسات الطفولة، الفنون الإسلامية التربوية، والاقتصاد المنزلي التربوي.
وفي كلية تصاميم البيئة بدأ برنامج الماجستير عام 1417هـ في قسم التخطيط الحضري والإقليمي.
وفي عام 1422هـ بدأت كلية طب الأسنان برامجها للماجستير في تخصص طب الأطفال وتقدم كلية الحاسبات وتقنية المعلومات برنامج الماجستير في علوم الحاسبات.
ويقدم برنامج الدبلوم التربوي برامج الدبلوم العالي في خمسة تخصصات: الإدارة التعليمية، التوجيه والإرشاد التربوي، القياس والتقويم التربوي، الوسائل التعليمية وتقنيات التعليم والتربية الخاصة، كما يقدم برنامج الماجستير في تقنيات التعليم وبرنامج الماجستير في الإدارة التعليمية وبرنامج الماجستير في التوجيه والارشاد التربوي.