Fysikken er kanskje den mest grunnleggende av alle naturvitenskapene. De minste partiklene vi observerer, elementærpartiklene, er så små eller så ustabile at de bare kan oppdages i partikkelakselleratorer. Mange av eksperimentene som forberedes av fysikere ved instituttet må derfor utføres i Sveits, ved CERN. Mye av den eksperimentelle elementærpartikkelfysikken er basert på å teste og fylle ut den såkalte standardmodellen, en modell som prøver å forklare hvorfor akkurat disse elementærpartiklene finnes og hvordan de vekselvirker med hverandre.

Ett trinn opp i størrelse finner vi atomkjernen. Instituttet har en egen aksellerator, syklotronen, som er spesielt tilpasset slike eksperimenter. I gruppen for plasma og romfysikk studerer man gasser av frie elektroner og ioner, en tilstand som man kun sjelden finner på jorden. Derimot er nesten 99% av materien i universet i plasmaform. Forskjellige typer plasma er også aktuelle i forbindelse med en rekke teknologiske anvendelser, og kunnskap om plasma er en forutsetning for kontrollert fusjon.

Gruppen for faste stoffers fysikk tar for seg materialer hvor partiklene har en veldig liten bevegelsesfrihet. Dette inkluderer både krystaller og amorfe stoffer: stoffer hvor partiklene har en jevn, men ikke helt eksakt fordeling. Her studeres for eksempel supraledning eller hvordan veldig små biter av materialer oppfører seg. Dette siste er særlig viktig i forbindelse med utviklingen av nye elektroniske komponenter. I enkelte systemer kan man for eksempel redusere bevegelsesfriheten til elektronene slik at man får færre dimensjoner enn tre. Studier av hvordan væske strømmer gjennom porøse medier, som for eksempel oljegjennomstrømning av bergarter, hører også inn under faststoffysikken. Strukturfysikken og materialvitenskapen er også i stor grad direkte anvendbar. Den ser på hvordan idealiserte faste stoffer oppfører seg når de skal brukes som materialer i ulike sammenhenger. Her blir brudd og svakheter, avvik fra idealtilstanden, ofte viktige.

Aktiviteten til instituttets elektronikkgruppe tar for seg konstruksjon av elektroniske komponenter gjennom analyser av deres fysiske egenskaper, og kretskonstruksjon. Dessuten har gruppen en avdeling for måleteknikk og instrumentering, som driver et nært samarbeid med både fakultetets forskningsgrupper og eksterne institusjoner som Rikshospita-let.

Biofysikkgruppen bruker fysiske metoder for å studere biologiske fenomener. Dette inkluderer for eksempel hvordan stråling kan være kreftfremkallende, men også hvordan liknende stråling kan brukes til å helbrede kreft. Andre temaer er hvordan ozonlaget påvirker UV-strålingen fra solen, og hvordan vi påvirkes av radioaktive isotoper i omgivelsene.

Alle disse gruppene driver selvsagt både teoretisk og eksperimentelt arbeid. Men i tillegg har vi en egen gruppe som kun er teoretikere. Disse prøver å finne en sammenheng mellom eksperimenter fra ulike områder, og å formulere generelle, universelle lover. Det er nettopp dette som er det spesielle ved fysikken. Til tross for det enorme spekteret i både målemetoder og fenomentyper er de grunnleggende lovene som beskriver alt dette de samme.