按照研究對象和內容，物理可分為無機物理、分析物理、有機物理、物理物理、高分子物理與化學、化學生物學等學科方向。
1.無機物理是研究各類無機物的組成、結構、性質、制備、反應和應用的科學，是歷史最悠久的物理分支學科。無機物理的現代化源于物理鍵理論的完善和新的數學技巧的應用。隨著物理和其他學科的發展以及實驗手段的進步，非常是量子熱學、譜學技術和新的合成方式在無機物理研究中的應用，使宏觀性質和反應與微觀結構相聯系，無機物理在研究的深度和廣度上都發生了根本的變化，近些年來更進一步集中在納米尺度和介觀層次。
無機物理和物理其他分支學科的交叉融合，產生了元素有機物理、金屬有機物理、物理無機物理等。與其他學科如匯聚態化學及材料科學結合，產生了固體無機物理和無機材料物理；向生命科學滲透，則產生了生物無機物理。
無機物理的學科研究范圍包括元素無機物理、無機合成物理、固體無機物理、配位物理、金屬有機物理、原子簇物理、生物無機物理、物理與理論無機物理、核與放射物理、無機材料物理、納米材料、無機有機介孔材料等。
2.剖析物理是獲得物質物理組成及組分濃度、確定物質的結構和存在形態及其與物質性質之間關系的科學。現代剖析物理已不再局限于定性、定量剖析，而是要獲取包括物質結構、形態在內的全面信息，并解決例如對微區、薄層、在線或在體和實時等特殊要求的測定及剖析測試的手動化及智能化。
現代剖析物理已發展成為由許多密切相關的分支學科交織而成的一個剖析科學體系，它涉及色譜學、電剖析物理、光譜剖析、波譜剖析、化學剖析、熱剖析、放射剖析、生化剖析及傳感、聯用技術、樣品分離富集技巧、化學計量學和表面、微區、形態剖析等分支學科。
剖析物理的學科研究范圍包括物理剖析、光譜剖析、電物理剖析、色譜剖析、波譜剖析、生物物理剖析、微納結構剖析及物理計量學等。
3.有機物理是研究有機化合物的來源、制備、結構、性質、相互作用、應用以及有關理論的科學。有機物理闡明構成物質世界的各種有機化合物的結構、有機分子中各原子間鍵合的本質以及它們互相轉化的規律，并設計合成大量具有特定性質的有機分子。有機物理可以看做是碳溴化合物及其衍生物的物理。明天生活中的高分子物理現象，有機物理的發展趨勢和特征是：與生命科學、材料科學及環境科學密切結合；分子辨識和分子設計正在滲透到有機物理的各領域；新催化體系與選擇性反應，尤其是不對稱合成，已成為有機物理的熱點和前沿領域；繼續在新藥和光電材料等新型材料的開發中起主導作用。
有機物理的學科研究范圍包括數學有機物理、有機合成物理、天然有機物理、元素有機和金屬有機物理、有機超分子物理、有機剖析、生物有機物理、應用有機物理等。
4.化學物理（含物理化學）是借助物理、物理學等基礎科學的理論及其提供的實驗手段，從研究物理現象和化學現象之間的相互聯系入手，找出物質變化基本規律的科學；它研究物理科學中的原理和技巧，研究支配物理體系性質行為的基本化學原理生活中的高分子物理現象，研究最通常的宏觀、微觀規律和理論；它是物理的理論基礎，是近代物理以原子論和物理鍵理論為基礎和主線發展的標志。現代數學物理呈現如下特性：從宏觀到微觀，從平衡到非平衡，從體相到表面，從非生命到生命，從單一到交叉，從整理到設計。
數學物理的學科研究范圍主要包括：物理反應能夠進行和進行的程度；物理反應的速度和機理；分子及其集聚態的結構和性能間關系。這種規律在不同領域的應用中產生了諸多的分支學科，如物理熱力學、化學動力學、溶液物理、電物理、光物理、膠體與界面物理、催化物理等；在深入到分子水平研究物理問題時，產生了結構物理、量子物理和估算物理等分支學科；與相關學科的互相滲透和交叉，又產生了一些邊沿學科，如環境物理、材料物理、納米物理、能源物理等。
5.高分子物理與數學是以高分子為基本研究對象的交叉學科，是高分子科學的基礎。其發展愈發依賴于物理和數學學的進步，同時也對這兩大核心科學的進步形成深刻影響。高分子科學與人類文明和物質生活的進步有著最密切的關系，其物質產品已成為美好生活的基礎。
高分子物理與化學的研究范圍包括高分子物理和高分子化學兩個方面。高分子物理包括：高分子合成、聚合反應機理和反應動力學、高活性聚合反應催化劑或引起體系、結構可控聚合、高分子改性或功能化、高分子反應、天然高分子、精細高分子、功能高分子、液晶高分子、超分子聚合物等。高分子化學包括：高分子鏈結構、高分子氨水與匯聚態結構、高分子多相體系、高分子相變行為、高分子流變學、高分子合金與接枝、高分子復合材料、高分子材料熱學與化學性能、高分子結構與性能的關系等。
6.物理生物學作為21世紀發展最為迅速的新興前沿交叉學科之一，是研究生命過程的分子科學。它充分彰顯了物理科學的基本特點，即以物理物質為基本單元，應用物理的原理、方法和手段探求生物體內的分子風波及其互相作用網路，在亞分子水平上研究復雜生命現象，闡明生命起源及運動的物理本質，發展生命調控的物理方式，提供生命研究的物理生物技術。物理生物學對創新抗生素研究早已形成了深刻的影響，正在改變現有的抗生素研究與開發的模式。
物理生物學對生命現象的研究，愈發重視認識生命的動態物理性質和運動規律，重視物理物質、包括外源性物理物質（如抗生素）對生命運動的影響和調控，講求新的物理技術和技巧在生命科學中的應用，重視認識生命起源的分子基礎，重視影響生命運動及信息傳遞的物理物質的控制及創造。
物理生物學是物理與生物、醫學全面交叉結合的新興學科，源于物理的常年發展和成熟，以及生物和醫學科學研究的積累與需求。借助物理物質作為工具闡明生物學的問題和調控相關生命過程的功能，依賴于物理和生命科學理論與實驗技術。開拓物理生物學研究可為生命科學研究形成強悍的推進力，也為物理學科的發展帶來新的機遇和挑戰。
物理生物學的學科研究范圍主要包括：物理遺傳學、天然產物物理、生物活性導向的有機合成物理、核酸物理、糖物理、蛋白質物理、金屬離子的生物醫學功能和調控、生物醫學剖析、生命影像物理、合成生物學、生物體系分子動態學、生命起源物理、表觀遺傳學等。
