按照研究对象和内容，物理可分为无机物理、分析物理、有机物理、物理物理、高分子物理与化学、化学生物学等学科方向。
1.无机物理是研究各类无机物的组成、结构、性质、制备、反应和应用的科学，是历史最悠久的物理分支学科。无机物理的现代化源于物理键理论的完善和新的数学技巧的应用。随着物理和其他学科的发展以及实验手段的进步，非常是量子热学、谱学技术和新的合成方式在无机物理研究中的应用，使宏观性质和反应与微观结构相联系，无机物理在研究的深度和广度上都发生了根本的变化，近些年来更进一步集中在纳米尺度和介观层次。
无机物理和物理其他分支学科的交叉融合，产生了元素有机物理、金属有机物理、物理无机物理等。与其他学科如汇聚态化学及材料科学结合，产生了固体无机物理和无机材料物理；向生命科学渗透，则产生了生物无机物理。
无机物理的学科研究范围包括元素无机物理、无机合成物理、固体无机物理、配位物理、金属有机物理、原子簇物理、生物无机物理、物理与理论无机物理、核与放射物理、无机材料物理、纳米材料、无机有机介孔材料等。
2.剖析物理是获得物质物理组成及组分浓度、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间关系的科学。现代剖析物理已不再局限于定性、定量剖析，而是要获取包括物质结构、形态在内的全面信息，并解决例如对微区、薄层、在线或在体和实时等特殊要求的测定及剖析测试的手动化及智能化。
现代剖析物理已发展成为由许多密切相关的分支学科交织而成的一个剖析科学体系，它涉及色谱学、电剖析物理、光谱剖析、波谱剖析、化学剖析、热剖析、放射剖析、生化剖析及传感、联用技术、样品分离富集技巧、化学计量学和表面、微区、形态剖析等分支学科。
剖析物理的学科研究范围包括物理剖析、光谱剖析、电物理剖析、色谱剖析、波谱剖析、生物物理剖析、微纳结构剖析及物理计量学等。
3.有机物理是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、相互作用、应用以及有关理论的科学。有机物理阐明构成物质世界的各种有机化合物的结构、有机分子中各原子间键合的本质以及它们互相转化的规律，并设计合成大量具有特定性质的有机分子。有机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现象，有机物理的发展趋势和特征是：与生命科学、材料科学及环境科学密切结合；分子辨识和分子设计正在渗透到有机物理的各领域；新催化体系与选择性反应，尤其是不对称合成，已成为有机物理的热点和前沿领域；继续在新药和光电材料等新型材料的开发中起主导作用。
有机物理的学科研究范围包括数学有机物理、有机合成物理、天然有机物理、元素有机和金属有机物理、有机超分子物理、有机剖析、生物有机物理、应用有机物理等。
4.化学物理（含物理化学）是借助物理、物理学等基础科学的理论及其提供的实验手段，从研究物理现象和化学现象之间的相互联系入手，找出物质变化基本规律的科学；它研究物理科学中的原理和技巧，研究支配物理体系性质行为的基本化学原理生活中的高分子物理现象，研究最通常的宏观、微观规律和理论；它是物理的理论基础，是近代物理以原子论和物理键理论为基础和主线发展的标志。现代数学物理呈现如下特性：从宏观到微观，从平衡到非平衡，从体相到表面，从非生命到生命，从单一到交叉，从整理到设计。
数学物理的学科研究范围主要包括：物理反应能够进行和进行的程度；物理反应的速度和机理；分子及其集聚态的结构和性能间关系。这种规律在不同领域的应用中产生了诸多的分支学科，如物理热力学、化学动力学、溶液物理、电物理、光物理、胶体与界面物理、催化物理等；在深入到分子水平研究物理问题时，产生了结构物理、量子物理和估算物理等分支学科；与相关学科的互相渗透和交叉，又产生了一些边沿学科，如环境物理、材料物理、纳米物理、能源物理等。
5.高分子物理与数学是以高分子为基本研究对象的交叉学科，是高分子科学的基础。其发展愈发依赖于物理和数学学的进步，同时也对这两大核心科学的进步形成深刻影响。高分子科学与人类文明和物质生活的进步有着最密切的关系，其物质产品已成为美好生活的基础。
高分子物理与化学的研究范围包括高分子物理和高分子化学两个方面。高分子物理包括：高分子合成、聚合反应机理和反应动力学、高活性聚合反应催化剂或引起体系、结构可控聚合、高分子改性或功能化、高分子反应、天然高分子、精细高分子、功能高分子、液晶高分子、超分子聚合物等。高分子化学包括：高分子链结构、高分子氨水与汇聚态结构、高分子多相体系、高分子相变行为、高分子流变学、高分子合金与接枝、高分子复合材料、高分子材料热学与化学性能、高分子结构与性能的关系等。
6.物理生物学作为21世纪发展最为迅速的新兴前沿交叉学科之一，是研究生命过程的分子科学。它充分彰显了物理科学的基本特点，即以物理物质为基本单元，应用物理的原理、方法和手段探求生物体内的分子风波及其互相作用网路，在亚分子水平上研究复杂生命现象，阐明生命起源及运动的物理本质，发展生命调控的物理方式，提供生命研究的物理生物技术。物理生物学对创新抗生素研究早已形成了深刻的影响，正在改变现有的抗生素研究与开发的模式。
物理生物学对生命现象的研究，愈发重视认识生命的动态物理性质和运动规律，重视物理物质、包括外源性物理物质（如抗生素）对生命运动的影响和调控，讲求新的物理技术和技巧在生命科学中的应用，重视认识生命起源的分子基础，重视影响生命运动及信息传递的物理物质的控制及创造。
物理生物学是物理与生物、医学全面交叉结合的新兴学科，源于物理的常年发展和成熟，以及生物和医学科学研究的积累与需求。借助物理物质作为工具阐明生物学的问题和调控相关生命过程的功能，依赖于物理和生命科学理论与实验技术。开拓物理生物学研究可为生命科学研究形成强悍的推进力，也为物理学科的发展带来新的机遇和挑战。
物理生物学的学科研究范围主要包括：物理遗传学、天然产物物理、生物活性导向的有机合成物理、核酸物理、糖物理、蛋白质物理、金属离子的生物医学功能和调控、生物医学剖析、生命影像物理、合成生物学、生物体系分子动态学、生命起源物理、表观遗传学等。
