清華物理系目前研究方向包括：復(fù)理論物理、粒子物理與場論、高能天體物理實(shí)驗(yàn)和理論天體物理、核物理實(shí)驗(yàn)和理論、計(jì)算凝聚態(tài)物理與新材料設(shè)計(jì)、低維、納米、強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的理論和實(shí)驗(yàn)研究、超導(dǎo)應(yīng)用、激光物理、量子光學(xué)與非線性光學(xué)、量子計(jì)算和通訊、單原子分子探測識(shí)別和操作、核聚變、聲學(xué)與應(yīng)用，等等。

物理系制在科研管理方面下設(shè)三個(gè)研究所：凝聚態(tài)物理研究所，高能物理與核物理研究所和原子分子與光物理研究所；兩個(gè)跨二級學(xué)科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：原子分子納米科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和科技部材料設(shè)計(jì)zd與模擬實(shí)驗(yàn)室（清華分室）；五個(gè)跨一級學(xué)科研究中心：原子分子納米科學(xué)研究中心，應(yīng)用超導(dǎo)研究中心，天體物理中心，清華富士康納米科技中心和高能物理研究中心。現(xiàn)有國家“973項(xiàng)目”首席科學(xué)家2位；國家“863計(jì)劃”專家組成員3位；