Có hai bộ phận vật lý chính: cổ điển và hiện đại. Trong vật lý cổ điển, các phân khu chính là cơ học, nhiệt động lực học, âm học, quang học, điện và từ tính. Các phân ngành của vật lý hiện đại bao gồm lý thuyết hỗn loạn, thuyết tương đối, lý thuyết dây, kỹ thuật lạnh, tinh thể học và công nghệ nano. Lĩnh vực này cũng bao gồm vật lý cấp lượng tử, nguyên tử, phân tử, hóa học, tính toán, năng lượng cao, áp suất cao và laser.
Vật lý cổ điển thường được mô tả là nghiên cứu vật lý ở cấp độ vĩ mô, có nghĩa là các câu hỏi thường được nghiên cứu mà không cần sự hỗ trợ của thiết bị công nghệ cao, chẳng hạn như kính hiển vi điện tử. Sự ra đời của vật lý cổ điển có từ cuối những năm 1500. Cơ học là phân ngành lâu đời nhất của vật lý cổ điển. Cánh đồng này được lấy cảm hứng từ tác phẩm của Isaac Newton.
Việc nghiên cứu vật lý hiện đại diễn ra ở cấp độ vi mô nhỏ. Ngành vật lý này nghiên cứu hành vi của các hạt rất nhỏ, chẳng hạn như electron và nguyên tử. Vật lý hiện đại phát triển vào đầu những năm 1900 khi các nhà vật lý bắt đầu nhận ra rằng các định luật vật lý cổ điển không phải lúc nào cũng đúng đối với các hạt cực nhỏ. Những tiến bộ đáng chú ý trong vật lý hiện đại bao gồm lý thuyết tương đối của Einstein và nguyên lý bất định của Heisenberg. Bởi vì ngay cả những kính hiển vi tiên tiến nhất thế giới cũng không thể nhìn thấy các hạt siêu nhỏ nên cần phải có các công cụ và thiết bị đắt tiền, chẳng hạn như máy gia tốc hạt, để khám phá thế giới ở cấp độ này.
