Am Fachbereich Physik wird in 15 Arbeitsgruppen und mehreren Nachwuchsgruppen auf unterschiedlichen Fachgebieten Kondensierte Materie, Ultrakurzzeitphysik und Photonik, Energien, Quanteninformation, Nanophysik, Magnetismus, Weiche Materie und Computerphysik Spitzenforschung betrieben. Der Fachbereich zeichnet sich durch eine enge Zusammenarbeit der einzelnen Arbeitsgruppen aus, dies spiegelt sich insbesondere darin wieder, dass zurzeit mehrere Forschungsverbünde am Fachbereich angesiedelt sind, unter anderem zwei Sonderforschungsbereiche gemeinsam mit dem FB Chemie: seit 2008 der SFB 767 „Kontrollierte Nanosysteme: Wechselwirkung und Ankopplung an die Makrowelt“ und seit 2016 der SFB 1214 „Anisotropic Particles as Building Blocks: Tailoring Shape, Interactions and Structures“. Das Studienangebot des Fachbereichs Physik umfasst neben den Bachelor- und Master-of-Science-Studiengängen ebenfalls die Studiengänge Bachelor- und Master-of-Education.