Fizik, maddeyi ve onun uzay–zamandaki hareketi ile değişimini; bu değişimlerin ana tetikleyicisi olan enerji ve kuvvet kavramlarını inceleyen en temel fen bilimidir. Fizik tüm evrenden, en küçük yapı taşına kadar maddenin her boyuttaki davranışlarıyla ilgilenir. Bunu da evrene hükmeden en temel ilke ve yasaları tespit etmeye çalışarak yapar. Fizik, insanlığın en eski disiplinlerden biridir; felsefeyle aynı zamanda doğmuştur ve felsefeden de ilk ayrılan disiplindir. Çoğu bilim felsefecisi fiziği en gelişmiş bilim dalı olarak görür ve tüm bilimler için ideal bir model olarak sunar.
Bilimlerin çoğu nedenselliği kullanarak evreni tarif etmeye çalışırken, fizik genellikle soyut ve matematiksel yasalarla evreni tarif eder. Elbette fizikte de nedensellik önemlidir ama doğa yasalarına göre ikincildir. Temel yasalar, genellikle başlangıç ya da sınır koşullarını girip çözmek zorunda olduğumuz matematiksel denklemlerle ifade edilirler. Bu denklemler bazen çeşitli basitleştirici varsayımlarla matematiksel modellere dönüştürülerek çözülürler, zira çoğu zaman denklemleri tüm detaylarıyla çözmek pek mümkün değildir.
Fizikte evreni tarif etmede kullanılan birkaç temel teori vardır. Birincisi klasik mekaniktir; bu Newton’un üç hareket yasası ile onun kütle–çekim yasasını içerir. Bu teori, atomlardan çok daha büyük ve ışıktan çok daha yavaş hareket eden nesnelerin hareketini tanımlar. Bu, günlük deneyimin fiziğidir ve halen mühendislik, astronomi ve diğer birçok disiplinde kullanılmaktadır. İkinci önemli teori elektro–manyetik teoridir. Bu teori Maxwell’in dört denklemini içerir ve elektrik ile manyetik olguları incelemede kullanılır. Elektrik ve elektronik mühendislik bu teoriye dayanır. Üçüncü önemli teorik çerçeve Einstein’in özel ve genel görelilik teorileridir. Özel görelilik teorisi, yüksek hızda hareket eden ivmelenmeyen cisimleri tarif etmekte kullanılırken; genel görelilik, bu teoriyi ivme ve yerçekimi içeren sistemlere genişletir. Yüksek hızlarda ya da yüksek kütle–çekiminde klasik mekanik, yerini göreliliğe bırakır. Atom altı dünyayı tarif etmekte bir başka teori olarak kuantum teorisi kullanılır. Bu teori, lineer bir denklem olan Schrödinger denklemini çözmeye dayanır ve çok sayıda garip fenomeni başarıyla öngörür. Küçük veya soğuk cisimler klasik mekanikle tarif edilemez, buralarda kuantum teorisi kullanılmalıdır. Hem hızlı hem de küçük cisimlere geçersek hem kuantum mekaniği hem de özel göreliliğe ihtiyaç duyarız. Bu da insanlığın geliştirdiği en sofistike teori olan Kuantum Alanlar Teorisi’ne yol açar. Bu teori, bazen Standart Model ismiyle bilinir ve kütleçekimi hariç tüm fiziksel süreçleri tarif etme gücüne sahip bir teoridir. Son olarak önemli bir teorik yaklaşım İstatistiksel Mekaniktir. Bu disiplin, bir parçacık sisteminin davranışını açıklamak için olasılık teorisini ve istatistikleri kullanır.