物理学是一种自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识；更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。
虽然物理学的研究范围十分广泛，但有些理论仍常被物理学者使用到，这些理论都已经过做实验多次检验，被证实为大自然的正确近似（可以适用于某设定值域内）。例如，经典力学的理论能够准确地描述物体的运动，前提是物体必须满足尺寸远大于原子、速度超小于光速这两个条件。经过多年的研究后，这些核心理论仍旧是很热门的研究领域。例如，二十世纪后半期，即在艾萨克·牛顿原本表述经典力学整整三个世纪之后，学者发现与创建了混沌理论，一门非线性系统相关经典力学理论。这些核心理论大致包括于经典力学、量子力学、热力学、统计力学、电磁学、相对论等等基础物理学领域，是进阶研究的重要工具。任何物理学者，不论专长领域为何，通常都需要熟读精通这些理论。
现代物理研究大致分类为天文物理学、原子物理学、分子物理学、光波物理学、粒子物理学、 凝聚态物理学等等。有些大学的物理系也支持物理教育研究。自二十世纪以来，物理学的各个领域越加专业化，大多数物理学家的整个职业生涯只专精于一个领域，像阿尔伯特·爱因斯坦和列夫·朗道这样的全才大师现在已寥若晨星。
物理学研究领域、分支领域和涉及的主要理论与重要概念：
