자연 과학의 한 분야. 시간, 공간을 포함하여 자연 세계를 구성하는 것이 무엇인가를 탐구하고, 자연 세계에 존재하는 모든 물체의 구조와 운동 법칙을 연구하는 학문이다. 오늘날 가장 체계화된 학문의 하나이다.

물리학은 자연계에서 일어나는 모든 현상을 항상 근본적인 처지에 서서 통일적으로 이해하고 설명하려는 데에 그 특징이 있다.

물리학은 17세기 말에 뉴턴이 역학을 완성시킨 이후에 급속히 발달하여 19세기에는 열역학, 전자기학, 음향학, 통계 물리학, 광학 등이 완성되었다. 이 분야를 고전 물리학이라 한다.

19세기 말부터 20세기 초에 걸쳐 고전 물리학으로는 설명할 수 없는 여러 현상이 나타나 새로운 물리학이 생겨나게 되었다.

그 중의 하나는 1905년과 1915년에 제창된 아인슈타인의 특수 상대성 이론 및 일반 상대성 이론이고, 또 하나는 1900년 플랑크에 의해 제창된 양자 가설로부터 시작되어 아인슈타인의 광량자설, 보어의 원자 모형을 거쳐 하이젠베르크·슈뢰딩거에 의해 완성된 양자 역학이다.

그 후 이 이론 을 바탕으로 소립자론, 원자핵 물리학, 고체 물리학이 발달하게 되었다. 이 분야를 현대 물리학이라 한다.

물리학의 연구 방법은 실험을 위주로 하는 실험 물리학 과 이론을 위주로 하는 이론 물리학으로 나눌 수 있는데, 이 둘은 서로 도우면서 물리학을 지탱한다. 이론의 전개 기술의 수단으로 수학이 종종 이용되지만, 물리학을 위한 독자적인 물리 수학도 개발되었다. 또 이론의 수리적(數理的) 전개를 위주로 하는 수리 물리학이나 물리학적 현상을 응용하는 방법을 연구하는 응용 물리학도 있다.

현재는 물리학을 크게 두 가지 분야로 나눈다.

① 양자 역학과 통계 역학을 기초로 분자→ 원자핵→ 소립자→…와 같이 차례로 물질을 더욱더 기본적인 구성 요소로 나누어 그들 사이의 상호 작용을 연구하는 미시적 물리학과

② 고체 물리학, 물성 물리학에서와 같이 소립자→ 원자핵 → 원자→ 분자→…로 구성 요소의 집단인 물체의 거시적인 운동 상태를 다루는 거시적 물리학이 그것이다.

또한 이 두 가지에 소립자, 원자핵을 대상으로 하는 원자핵 물리학 을 포함시켜 구분하기도 한다.