物理学是西藏大学办学历史最长的学科之一，也是招收本科生最早（1978年）的专业之一，先后为西藏经济社会发展培养“靠得住、用得上、留得下”专门人才2000余名。2004年增设了应用物理学(新能源技术方向)本科专业。2018年3月获批物理学一级学科硕士授予点。2019年首届招收硕士生15名，其中6名研究生由西藏大学和中国科学院国家天文台联合培养。西藏大学物理学科已与日本东京大学、意大利国家核科学院、俄罗斯科学院核物理研究所、中科院高能物理研究所、国家天文台、空间科学中心、大气物理研究所、武汉大学等高校和科研院所建立了良好稳定的合作关系。

物理学现有专业教师20余名，其中教授8名，副教授7名，9人具有博士学位，1人入选国家“万人计划”，2人入选国家“千人计划”，7人入选西藏大学“珠峰学者”系列，是西藏大学“双高”人员最多的学科。该学科研究人员先后在《Science》、《Physical Review Letters》、《Astrophysical Journal》等高水平学术刊物上发表论文近100篇。Web of Science结果显示，西藏大学天体物理学学科在西藏自治区高校各学科中名列前茅。该学科成果2000年获西藏自治区科技进步一等奖，2015年荣获西藏自治区科学技术一等奖(西藏大学为独立获奖单位)。该学科建成了西藏大学唯一的教育部实验室—宇宙线开放实验室，入选了国家自然科学基金委“理论物理学术交流与人才培养平台”高校。

物理学在长期的办学历程中形成了一些独具高原特色的研究方向，目前下属4个二级学科，分别为：

1.粒子物理与原子核物理。该方向主要结合西藏高海拔在天文与天体物理方面领域得天独厚的观测条件开展地基观测，重点为实验数据分析和物理分析，参加的大型国际合作有中日合作ASγ宇宙线实验、中意合作ARGO-YBJ宇宙线实验、中美合作阿里原初引力波Ali-CPT实验、高海拔空气簇射实验室(LHAASO)等。此外还参加交叉学科研究，如中德合作亚毫米波望远镜CCOSMA、大气环境探测的多波段多大气成分主被动综合探测系统APSOS和空间环境监测的子午工程二期等。

2.理论物理。该方向主要围绕实验观测开展粒子天体物理、中高能物理（粒子物理与原子核物理）唯像理论研究，也涉及第一性原理、电磁逆问题等理论研究。理论物理为首批西藏自治区重点学科，也是国家自然科学基金委“理论物理学术交流与人才培养平台”。

3.无线电物理学。该方向主要运用物理学原理，研发面向宇宙线和伽马射线地面观测的新型粒子探测器，例如超广角大气切伦科夫望远镜、热中子探测器、水切伦科夫单粒子探测器等。

4.凝聚态物理学。凝聚态物理基于西藏地区的特殊自然地理和资源条件，开展具有高原特色的研究方向，例如高原强紫外线条件下纳米光电材料的特性研究、高海拔地区二维材料特性研究、西藏地区光伏器件的优化研究等。