Là một khoa học thực nghiệm, mục tiêu của vật lý là tìm hiểu thế giới tự nhiên.

Ở dạng này hay dạng khác, thông qua trường con hiện đại của thiên văn học, vật lý là một trong những ngành học lâu đời nhất.

Đôi khi đồng nghĩa với triết học, hóa học và thậm chí một số ngành toán học và sinh học trong hai thiên niên kỷ qua, vật lý nổi lên như một khoa học hiện đại trong thế kỷ 17 và các ngành này hiện nay rất khác biệt, mặc dù ranh giới của nó vẫn khó xác định.

Những tiến bộ trong vật lý thường được chuyển sang lĩnh vực công nghệ và đôi khi ảnh hưởng đến các ngành khoa học khác như toán học và triết học.

Ví dụ, những tiến bộ trong sự hiểu biết về điện từ đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi các thiết bị điều khiển điện (tivi, máy tính, thiết bị gia dụng, v.v.); những tiến bộ về nhiệt động lực học đã dẫn đến sự phát triển của giao thông cơ giới; và những tiến bộ trong cơ học đã dẫn đến sự phát triển của tính toán, hóa học lượng tử và sử dụng các dụng cụ như kính hiển vi điện tử trong vi sinh.

Ngày nay, vật lý là một môn học rộng và phát triển cao.

Nghiên cứu thường được chia thành bốn trường con: vật lý ngưng tụ; vật lý nguyên tử, phân tử và quang học; vật lý năng lượng cao; thiên văn học và vật lý thiên văn.

Hầu hết các nhà vật lý cũng chuyên về nghiên cứu lý thuyết hoặc thực nghiệm. Những nghiên cứu trước đây liên quan đến sự phát triển của các lý thuyết mới, sau đó liên quan đến thử nghiệm thực nghiệm các lý thuyết và khám phá các hiện tượng mới.

Mặc dù có những khám phá quan trọng trong bốn thế kỷ qua, nhưng có một số câu hỏi mở trong vật lý và nhiều lĩnh vực vẫn đang được nghiên cứu tích cực.

Mặc dù vật lý bao gồm rất nhiều hiện tượng nhưng tất cả các nhà vật lý có thẩm quyền đều quen thuộc với các lý thuyết cơ bản của cơ học cổ điển, điện từ, thuyết tương đối, nhiệt động lực học và cơ học lượng tử.

Mỗi lý thuyết này đã được thử nghiệm trong nhiều thí nghiệm và được chứng minh là một mô hình chính xác về bản chất trong phạm vi hiệu lực của nó.

Ví dụ, cơ học cổ điển mô tả chính xác chuyển động của các vật thể trong trải nghiệm hàng ngày nhưng nó bị phá vỡ ở quy mô nguyên tử, nơi nó được thay thế bởi cơ học lượng tử và ở tốc độ tiếp cận tốc độ ánh sáng mà trong đó các hiệu ứng tương đối trở nên quan trọng.

Mặc dù những lý thuyết này đã được hiểu rõ từ lâu nhưng chúng vẫn tiếp tục là lĩnh vực nghiên cứu tích cực. Ví dụ, một khía cạnh đáng chú ý của cơ học cổ điển được gọi là lý thuyết hỗn loạn đã được phát triển vào thế kỷ 20, ba thế kỷ sau khi Isaac Newton hình thành cơ chế ban đầu. (1642 bóng1727).