物理学作为自然科学的基础学科，其研究领域极为广泛，可归纳为以下主要分支：

一、经典力学

研究宏观物体在低速运动状态下的规律，包括牛顿力学（如牛顿三定律）和分析力学（如质点系、刚体力学）。

二、电磁学

探讨电荷、电场、磁场及电磁波的性质与相互作用，涵盖静电学、电动力学（含麦克斯韦方程组）和电磁感应等。

三、光学

研究光的发射、传播、反射、折射及衍射等现象，包括几何光学、波动光学和量子光学。

四、热学

分析物质的热性质、能量转换及热运动规律，涉及热力学定律、热传导与相变。

五、原子物理学

探索原子核结构、原子内部运动及相互作用，包括原子核物理、光谱学和量子力学基础。

六、量子力学

研究微观粒子（如电子、光子）的行为与规律，包含波函数、薛定谔方程等核心理论。

七、相对论

包括狭义相对论（高速运动物体规律）和广义相对论（强引力场理论）。

八、凝聚态物理学

研究固体、液体的宏观性质与微观结构，涉及晶体学、半导体物理等。

九、天体物理学

探索宇宙起源、星系演化及天体物理现象（如黑洞、引力波）。

十、粒子物理学

研究基本粒子（如夸克、轻子）的性质、相互作用及宇宙起源。

十一、核物理学

聚焦原子核结构、核反应及核能利用。

十二、应用物理学

将理论应用于工程、材料科学、电子学等领域，如半导体制造、激光技术。

十三、交叉学科领域

包括生物物理学（生物系统中的物理现象）、化学物理学（物质性质计算）及信息物理学（量子信息处理）。

注：部分领域存在交叉融合，如量子信息科学结合量子力学与计算机科学。