Die Fachgruppe Physik/Astronomie der Universität Bonn betreibt innovative Spitzenforschung auf einer Reihe verschiedener Gebiete, die sowohl experimentell als auch theoretisch bearbeitet werden. Die Schwerpunkte der Bonner Forschungbereiche sind Teilchenphysik, Kondensierte Materie/Photonik und Astronomie/Astrophysik.

Zudem verfügt die Fachgruppe über die universitätseigene Beschleunigeranlage ELSA und ein Zyklotron. Sie kooperiert mit dem Forschungszentrum Jülich und dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Die Forschung wird in hohem Maße durch Drittmittel finanziert, wie zum Beispiel Sonderforschungsbereichen und Schwerpunktprogrammen, und ist durch Kooperationen in die internationale Forschung eingebunden.