理论物理专业是物理学下设的二级学科之一。理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的一门学科。其研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等，几乎包括物理学所有分支的基本理论问题，它将推动整个物理学乃至自然科学向前发展。本学科要求毕业生应具备系统的理论物理基础和系统的专业知识及较强的数学功底，了解本学科的前沿领域和国际上的发展动向，掌握研究物质的微观及宏观现象所用的模型和方法等专业理论以及相关的数学及计算方法，有严谨求实的科学态度和作风，具备从事前沿课题研究的能力。以下是该学科近年来的评估排名：

1952年全国院系调整后，北京大学物理系集原北大、清华、燕大三校物理精英成为我国高校实力最强的物理重镇，并先后创办或参与创建全国高校第一个核科学专业、半导体物理专业、地球物理专业、微电子专业等。

物理学院现有物理学、大气科学、天文学、核科学与技术4个一级学科博士点，物理学、大气科学2个国家一级重点学科，天体物理、核技术及应用2个国家二级重点学科，物理学、大气科学、天文学、核科学与技术4个　博士后流动站，物理学、核科学与技术、大气科学3个国家理科基础研究和教学人才培养基地，物理学、大气科学、天文学和核科学与技术4个本科专业。

中国科学技术大学物理系，是国家科技人才培养基地和中国科学院博士生培养基地。

目前物理系有物理学、应用物理学（凝聚态物理方向、微电子学与固体电子学方向）、光信息科学与技术3个本科生专业和凝聚态物理、光学、微电子学与固体电子学和物理电子学4个博士点，其中凝聚态物理、光学是国家重点学科。

清华的老物理基础1953年调整到北大，目前清华物理系的学科方向涉及物理学和天文学2个一级学科，涵盖教育部规定的物理学一级学科下除无线电物理外的全部7个二级学科（理论物理、凝聚态物理、光学、原子分子物理、粒子物理核物理、声学、等离子体物理）以及天体物理1个二级学科，其中凝聚态物理、粒子物理与原子核物理、原子分子物理为全国重点学科。清华物理系具有国家的物理学一级学科的博士学位授予权，还是天体物理二级学科的博士点。物理系设有1个物理学博士后流动站，涵盖了物理学的各个分支学科。