物理学一级学科涵盖光学、凝聚态物理、理论物理三个二级学科。1981年获得光学硕士学位授予权，1985年获得光学博士学位授予权。2002年光学获批国家级重点学科，2005年物理学一级学科获批博士学位授予权，2007年物理学一级学科获批博士后流动站。物理学科2017年起进入QS世界大学排名前400，2023年进入ESI全球前1%。

拥有光学和凝聚态物理北京市重点学科、固体微结构与性能北京市重点实验室、北京市激光应用技术工程技术研究中心。其中，光学以时空高分辨光物理学和光电子技术为核心内容，超快光子学与信息光学研究相结合为特色，在微纳光学、新型传感、太赫兹成像、脉冲激光等方面产生具有国际领先水平的学术成果。凝聚态物理以半导体物理和先进显微学与材料表征技术为核心研究内容，面向国家重大需求，解决先进结构和功能材料中的关键物理问题，研发国际先进原子分辨显微仪器。理论物理围绕物质基本结构、场论和宇宙学，在粒子宇宙学、黑洞信息熵、纽结场论、冷原子与等离子体物理等领域取得国际领先研究成果。

学科以高层次人才培养、高水平师资队伍建设为核心，立足学科 优势特色，产生高质量学术成果。以国家重大需求为牵引，以北京市 发展战略定位为导向，为党育人，为国育才，为高新技术部门、科研院所和高等院校培养物理学、新材料、信息科学与技术等领域具有创新精神、创新能力、家国情怀和国际视野的高层次复合型人才。

物理学学科学位点现有专任教师 90 人，包括正高级职称 24 人，副高级职称 44 人，博士生导师 36 人，硕士生导师 78 人，45 岁以下教师约占69%；其中，国家级领军人才 1 人，卓越人才 3 人，享受政府特殊津贴专家 2 人，北京市教学名师 2 人，北京市青年教学名师 1 人，入选北京市人才计划 10 余人。学科翟天瑞教授担任中国光学学会副秘书长、北京光学学会常务副理事长和北京交叉科学学会监事长，王大勇教授担任全国高等学校光学教学研究会副理事长，张新平教授担任中国光学学会理事和北京物理学会常务理事，多人担任国内外重要物理学和光学学术期刊的编委和青年编委。

本学位授权点建设光学、凝聚态物理、理论物理三个二级学科，拥有光学和凝聚态物理北京市重点学科、固体微结构与性能北京市重点实验室、北京市激光应用技术工程技术研究中心，形成了理论物理、新型功能材料物理及应用、先进材料结构与物性表征、超快光子学与新型激光技术、信息光子学及应用五个特色鲜明的研究方向。

光学依托光学工程国家级重点学科、北京市重点学科、纳米科学与技术北京市重点交叉学科，构建了以超快与纳米光子学、信息光学、光电子技术为核心内容的研究体系，在超快光学、新型传感、太赫兹成像、微波光子技术等方面不断创新，并形成特色显著的优势方向。该学科方向入选国家级人才计划1人、省部级人才计划10余人，享受国务院政府特殊津贴2人，北京市教学名师1人，青年教学名师1人，国际客座教授3人。培养全国优博论文、中国光学学会优博论文提名奖、北京市优博论文等多篇。承担了国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等重要科研任务。一批重要研究成果发表在Science和Nature子刊等国际顶级学术期刊上。获得了教育部自然科学奖、北京市自然科学奖、军队科学技术奖等重要科技奖励。

凝聚态物理以半导体物理和显微科学与技术研究为主，发展和完善显微学理论、方法、技术和科学仪器，在宽带隙半导体材料、太阳能电池材料、自旋电子材料等方面形成研究特色。该方向入选国家级人才2人，拥有北京市教学名师1人。主要从事以下方向的研究工作：1）高亮度、高空间、时间分辨的电子、X射线等光源方法、装置、发射材料研究；高能量分辨粒子探测方法和技术、大尺寸辐射探测晶体制备和机理研究、新型能谱探测材料；2）原子分辨功能化显微学实验装置；超重力、高温、气氛多场耦合原位显微科学仪器；3）面向国家重大需求，以显微学支持先进卤化物半导体、新能源材料、能源存储材料等关键材料的微结构分析和构效关系研究，解决先进材料使役过程中的关键科学问题，支撑学科方向的基础研究和成果转化。

理论物理主要承担应用物理专业四大力学以及其它理论物理相关课程的本科和研究生教学，理论物理方向的研究生培养和科学研究工作。师资队伍主要由理论物理研究所及学校其他从事理论物理研究的教师团队组成，入选省部级人才计划2人。该方向承担了多项国家自然科学基金、北京市自然科学基金等科研项目。主要从事粒子物理、原子核理论、约束场论、拓扑场论、冷原子物理、凝聚态物理、量子信息、等离子体物理、天体物理、超弦理论和宇宙学等方面的研究工作。在Physical Review Letters、Nature Nanotechnology等国际重要刊物上发表论文多篇，取得了具有国际领先水平的创新性研究成果。