物理学主要研究方向包括以下几个领域：
原子物理：专注于研究高温等离子体过程、原子分子结构与光谱、高电荷离子物理、激光与物质相互作用以及材料设计与制备。
生物物理学：运用物理理论、技术和方法研究生命物质的物理性质、生命过程的物理规律以及物理因素对生物系统的作用机制，涵盖量子生物物理、分子生物物理、细胞生物物理和复杂体系生物物理等领域。
凝聚态物理：研究凝聚态物质的结构与组成粒子之间的相互作用与运动规律，探讨物质性能与用途，是研究领域丰富、发展迅速、应用广泛的一门科学。
宇宙学：关注宇宙的构造、历史和性质，主要研究万有引力作用，特别是爱因斯坦的相对论理论在宇宙学中的应用。
高能物理学：研究微观世界中物质的结构与转化现象及其原因和规律，是实验与理论紧密结合的学科。
计算物理学：计算机科学、计算数学与物理的交叉学科，强调物理问题的计算机模拟与分析。
天体物理和天文学：结合物理、化学和数学方法研究宇宙天体的起源、演化和死亡，探索宇宙的奥秘。
光学物理：研究光的性质与应用，包括量子光学、非线性光学、高分辨率光谱学等，对激光和光纤通讯产业至关重要。
应用物理：着重于物理学在光通信、光信息科学、物理电子学、光电子器件、微电子技术等领域的应用，对开发微电子材料和器件、量子器件等具有重要意义。