物理学是浙江省一流学科。学科设有学术型博士和硕士授权点，下设4个二级学科方向：光学、理论物理、凝聚态物理、等离子体物理。其中光学学科2005年以来一直是浙江省重点学科，是理学院的优势学科。量子光学与精密测量、微纳光学及器件、引力与宇宙学等方向在国内外有较大的影响。学科拥有国家级物理实验教学示范中心、国家级物理课程教学团队、浙江省量子精密测量重点实验室、浙江省量子精密测量协同创新中心等国家和省级教学、科研平台。

学科注重基础理论与实际应用的结合、国家急需和区域特色的结合，近年来承担了国家重点研发计划、国家重大科研仪器研制、国家自然科学基金等一批重要的科研项目，科研经费充裕。在国内外著名学术期刊上发表了一系列高水平的科研论文，获得浙江省技术发明一等奖等多项省部级以上科研和教学成果奖励，拥有数十项发明专利。学科队伍由国家杰出青年基金获得者、全国优秀博士学位论文指导教师、浙江省“万人计划”杰出人才、浙江省杰出青年基金获得者和浙江省“钱江学者”特聘教授等高层次人才组成。

学科现有光学研究所、先进光电技术研究所、理论物理与宇宙学研究所、凝聚态物理与等离子体物理研究所等科研机构。学科的研究方向稳定、师资队伍学术水平高、研究成果丰硕、学术氛围浓郁。毕业研究生就业渠道宽，受到国内外高校、科研院所、光电子行业企业及教育界的广泛欢迎。