物理学・宇宙物理学専攻は三つの教室から構成されている。

物理学第一教室は物性物理学を中心とした分野を、物理学第二教室は素粒子物理・原子核物理・宇宙物理を中心に、自然界の普遍的な基本法則を解明することを目指している。宇宙物理学教室は宇宙における諸現象を天文学及び天体物理の手法に基づいて解明することを目的としている。

物理学・宇宙物理学専攻では、理論的および実験・観測的研究の双方がおこなわれ、幅広くそれぞれの分野の重要課題に取り組んでいる。常に、特徴のある研究を行い世界トップレベルの研究水準を維持することと、そのなかで次代を担う優秀な研究者を養成することを目標としている。