物理学第二分野（物理学第二教室）では、ミクロな世界からマクロな世界にまでいたる自然界の普遍的な基本法則を解明することを目指し、素粒子・原子核・宇宙に関する基礎的物理の理論的および実験的研究と大学院生の教育を行っている。

以下の基幹講座に加え、化学研究所・原子炉研究所・基礎物理学研究所内の協力講座とも協力して研究・教育活動を行っている。