物理学は自然現象を理論と実験の両面から研究し、現象の本質を見通すとともに普遍的な法則を探ろうとする学問です。本学科は、ミクロからマクロに至るあらゆる階層の自然現象を理解するために不可欠な物理法則に関する研究・教育を行っています。応用物理学科とは教育・研究の両面にわたって密接な協力関係にあり、理学から工学までの広範な教育・研究の機会を提供しています。大学院では、物理学と応用物理学は一つの専攻にまとめられ、現代物理学の重要な課題とその工学的応用の研究および現代の先端技術の基礎的研究を行います。研究分野としては、素粒子・宇宙物理学、物性物理学、生物物理学の3分野を柱として、現代物理学の重要な課題に取り組んでいます。素粒子物理学では、ミクロな量子世界を理論的に研究します。宇宙物理学では、宇宙の始まりと進化、天体の形成などを理論的に研究するほか、電波望遠鏡による観測もしています。物性物理学では、超伝導、ボース・アインシュタイン凝縮、磁性、強誘電性などを研究しています。生物物理学では、生命を支配している基本的物理法則を理論的に研究するほか細胞が生きている仕組みを、個々の生体分子の働きを調べることにより明らかにします。この他、応用物理学科に掲載されている研究を行うことも可能ですし、学際的な研究も行っています。