一、物理学
1. 理论物理：从理论上探索自然界已知和未知的物质结构、物质运动及其相互作用的基本规律的学科。理论物理以实验现象为基础，以推理演绎和计算模拟为方法，研究基本粒子、原子核、原子、分子、等离子体和凝聚态等不同层次的物质世界组成单元的运动规律、耦合规则及其衍生物性，解决学科本身和高科技发展提出的基本物理问题。其研究领域涉及物理学所有分支，包括粒子物理与原子核物理、量子场论与拓扑场论、引力理论与宇宙学、凝聚态理论、统计物理与复杂系统（包括非线性物理、量子混沌、生物物理等）、原子分子物理、量子光学与量子信息等。
2. 粒子物理与原子核物理：研究粒子（重子、介子、轻子、规范粒子和夸克等）和原子核的性质、结构、相互作用及运动规律，探索物质世界更深层次的结构和更基本的运动规律。从根本意义上讲，粒子物理和核物理的研究处于整个物理学研究的最前沿，它们涉及从最微观领域的规律到天体的形成与演化规律。核物理的研究曾导致了核能的广泛利用。粒子物理和核物理的实验研究对极为精密和复杂的仪器设备以及先进实验技术的需求是高新技术发展的推动力之一。
3. 计算物理：物理学、数学和计算机科学三者结合的产物，是与理论物理和实验物理同等重要的学科。它是以计算机及计算机技术为工具，运用数值计算和模拟的方法，解决复杂物理现象的一门学科。计算物理学随着计算机技术的飞跃进步而不断发展，在借助各种数值计算方法的基础上，结合了实验物理和理论物理学的成果，开拓了人类认识自然界的新方法，目前已经深入到各个研究领域，成为不可或缺的手段。
4. 凝聚态物理：研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态物质结构间的相互作用和粒子的运动规律、动力学过程及其与物理性质之间联系的一门学科。凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外，还包括稠密气体、液体以及介于液态与固态之间的各类居间凝聚相。凝聚态物理学取得了巨大发展，研究对象日益扩展和更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理学等，从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一。由于凝聚态物理的基础研究往往与实际的技术应用有着密切的联系，其成果是一系列新技术、新材料和新器件（如微电子器件等）的源泉，在当今世界的高科技领域起着关键性的不可替代的作用。近年来凝聚态物理学的研究成果、研究方法和技术日益向相邻学科渗透、扩展，有力地促进了诸如化学物理、生物物理、信息科学和地球物理等交叉学科的发展。
5. 光学：研究光辐射的性质及其与物质相互作用的一门基础学科，具有悠久的历史。20世纪60年代初激光问世为光学学科本身开创了新的纪元，不仅使光学成为人类探索大自然奥秘的重要手段及前沿学科，也带动了科学技术和工业的革命性变化。光学作为一门既古老又年轻的学科，在基础科学与高新技术的发展中正占有越来越重要的地位。激光为人类提供了性能优异的相干光源，新的光学效应随之不断涌现，新的分支学科如激光光谱学、非线性光学、量子光学、强光光学、光电子学等层出不穷。与激光相关的交叉学科应运而生。激光的应用，从核聚变光通信、光信息处理到材料加工，几乎无所不在，对人类社会的文明进步产生了深远的影响。光学学科的发展与理论物理、凝聚态物理、原子与分子物理等学科的发展密切相关，也对信息、材料、生物、化学及医学等科学的进步产生着深刻影响。
6. 微电子与器件物理：本学科方向涉及半导体器件物理、功能电子材料、固体电子器件，超大规模集成电路的设计与制造技术、微机械电子系统、计算机辅助设计制造技术、微纳电子学、微纳光电子器件及集成、信息存储器件、敏感元器件、微纳能量转换器件、柔性电子学与器件系统等研究方向，涵盖物理学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学、有机化学等多个学科和超净、超纯、超精细加工技术。本学科方向在器件物理基础研究和电力电子器件、光电子器件及集成等方面保持长期优势，在材料、结构、工艺以及特性的设计、优化、利用方面具有明显特色，形成了一系列具有一定影响力创新性成果。
二、电子科学与技术
1. 微电子学与固体电子学：主要从事微纳电子器件、光电子器件、功率半导体器件、信息存储器件、集成电路的研究，用于实现信息的产生、处理、传输和存储。本方向在器件物理基础研究和功率半导体器件、光电子器件方面保持长期优势，在材料、结构、工艺以及特性的设计、优化、利用方面具有明显特色， 形成了一系列具有一定影响力创新性成果。
2. 电磁场与微波技术：主要从事电磁场理论、微波光波技术及其工程应用研究，包括电磁场理论与应用、光波导理论与技术、微波毫米波技术与系统、微波毫米波集成技术、光波技术及其应用等。目前在计算电磁学、巨磁阻抗传感器、高频磁性材料及其器件应用方面具有良好基础，在高频磁性测量方面具有明显优势。
3. 物理电子学：主要从事新型信息电子器件（包括自旋电子器件、传感器、类脑计算器件等）、新型光伏器件、储能器件的器件物理、模型、原型器件开发，以及器件性能集成相关的研究工作。经过较长时间的科研积淀，本方向研究人员在相关器件物理和结构设计方面形成了自己的特色，有比较明显的优势。
