자연현상을 관찰·실험하여 물리학의 원리·기법을 연구·개발하고 산업, 의료, 군사분야에 응용하기 위하여 연구한다.

분자증폭기(maser), 레이저(raser), 원자핵파괴장치(cyclotron), 전자가속장치(betatron), 망원경, 질량분석기, 전자현미경 등의 장비를 사용하여 물질의 구조적 특성, 에너지의 변환 및 전달, 물질과 에너지와의 관계 및 기타 물리학적 현상을 관찰·실험한다. 수학적 기법과 모델을 이용하여 조사 및 실험결과를 평가하고 결론을 공표한다. 물질에 관한 물리학적 검증 절차를 고안한다. 고형물질의 구조와 특성을 조사하기 위해 온도, 압력, 응력 등 제반 환경조건을 변화시켜 실험·시험하고 반응을 연구·분석한다. 물리학 논문 및 보고서를 작성한다. 물리학의 특정분야를 전문으로 연구하기도 한다.