물리학(物理學, 영어: physics)은 한자 그대로 풀이하면 만물의 이치를 탐구하는 학문으로 물질 그 자체와 물질의 시공간에서의 운동, 그리고 그것과 관련된 에너지나 힘 등을 연구하는 자연과학의 한 분야입니다. 가장 기초적인 과학의 한 분야이며, 물리학의 목표는 자연, 더 나아가 우주가 어떤 식으로 운동하는지를 논리적으로 이해하는 것에 있습니다. 물리학을 뜻하는 영어단어인 'physics'는 자연을 의미하는 그리스어인 φύσις(physis, 퓌시스)에서 기원했습니다. 고대 그리스에서 자연계의 사물을 이론적으로 취급하는 학문을 '자연학(physika)'이라고 불렀으며 이것이 물리학의 기원이 되었습니다.
물리학을 가장 크게 나누면 고전물리학(classical physics)과 현대물리학(modern physics)으로 나눌 수 있습니다. 고전 물리학의 법칙들은 크기가 원자보다 크고 움직임이 빛의 속도보다 훨씬 느린 계에 대하여 논하고 있고 현대물리학은 통상적으로 20세기 초에 정립된 상대성이론 및 양자역학, 그리고 이들을 바탕으로 발전한 물리학을 의미합니다.
물리학은 넓은 범위에 걸쳐서 다양한 주제와 대상을 다루고 있음에도 불구하고 모든 물리학자가 공통으로 사용하는 핵심 이론들이 있습니다. 대표적으로 고전역학 또는 고전 물리학, 전자기학, 열역학, 상대성 이론, 양자역학이 있습니다.
고전역학(古典力學, 영어: classical mechanics)은 물체에 작용하는 힘과 운동의 관계를 설명하는 물리학의 분야로 뉴턴 법칙이라고도 부릅니다. 고전역학에서 다루는 내용으로는 뉴턴 역학, 중력, 진동 운동, 비선형 진동과 카오스, 중심력에 의한 운동, 변분법, 입 자계의 운동, 해밀턴의 원리(라그랑지안 과 해밀토니안), 비관성계 운동, 파동, 유체역학 등이 있습니다. 고전역학에서는 우리 주위의 일상생활에서 일어나는 현상들을 굉장히 정확하게 설명하고 예측할 수 있습니다.
전자기학(電磁氣學, 영어: Electromagnetism)은 이름 그대로 전기와 자기 현상에 관하여 탐구하는 분야입니다. 전자기학에서는 전기장과 자기장, 자기장이 변하는 곳에 위치해 있는 도체에 전위차(전압)가 발생하는 현상을 말하는 전자기 유도현상, 전기장과 자기장에 관한 4개의 방정식인 맥스웰 방정식에 대하여 다루고 있습니다.
열역학(熱力學, thermodynamics)은 열(Heat)과 일(Work) 간의 관계를 설명하는 학문입니다. 열역학 법칙은 매우 일반적인 법칙으로, 관찰하는 대상이나 물질 사이의 상호작용과 관계없이 항상 성립하는 법칙입니다. 즉, 관찰하고자 하는 계와 이 계를 둘러싸고 있는 환경 사이에 에너지와 물질 교환이 평형을 이룬다는 사실만 확인된다면 항상 적용할 수 있습니다.
상대성이론(相對性理論, 영어: theory of relativity)은 20세기 초 이론 물리학자인 알베르트 아인슈타인의 주도로 정립된 시간과 공간에 관한 물리적 이론 체계입니다. 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론으로 나뉩니다. 특수 상대성 이론은 빛의 속도에 가까운 속도로 움직이는 물체들을 다루고 있어 중력 이외의 모든 물리현상을 다룬다고 볼 수 있습니다. 일반 상대성 이론은 현대 물리학의 가장 성공적인 중력 이론으로 뉴턴의 만유인력 법칙을 수정한 이론입니다.
양자역학(量子力學, 영어: quantum mechanics, quantum physics, quantum theory)은 분자, 원자, 기본 입자(전자, 소립자 원자핵 등)와 아원자 입자 등 미시세계에서의 현상을 다루는 분야입니다.
물리학을 전공하는 경우 진출할 수 있는 분야는 전기ㆍ전자, 반도체, 신소재, 원자력, 광학, 컴퓨터, 정보 통신, 방사선, 항공, 원자력 등으로 매우 다양하며 관련 기업 및 산업체로 진출할 수 있습니다. 대학교수 또는 과학기술연구소, 전자통신연구소, 표준과학연구소, 국방과학연구소와 같은 연구기관의 연구원으로 진출하거나 한국기초과학지원연구원, 기초과학연구원, 과학기술정책연구원, 과학기술정보통신부와 같은 기초과학과 관련된 정부 및 공공기관에 취직할 수 있습니다.