物理學主要有以下幾個研究方向：

　　1.原子物理：研究高溫等離子體微觀過程研究，原子分子團簇的結構、光譜和碰撞過程研究，高電荷態離子相關物理，激光與物質的相互作用，材料的物理設計及制備，分子納米物理。

　　2.生物物理學：生物物理學是 20 世紀中葉以后逐漸形成，由物理學與生物學相互結合而產生的新興邊緣交叉學科，是當代自然科學發展最迅速的部門之一。生物物理學是運用物理學的理論、技術和方法，研究生命物質的物理性質、生命過程的物理和物理化學規律，以及物理因素對生物系統作用機制的科學。生物物理學研究的內容十分廣泛，一般分為量子生物物理、分子生物物理、細胞生物物理和復雜體系的生物物理等幾部分;涉及的問題則幾乎包括生物學的所有基本問題。近年來生物物理學的發展趨勢著重在與更廣泛的學科領域交叉，如數學、信息學等。本學科的研究方向主要為：神經生物物理，腦功能成像及其應用，神經信息學與生物信息論，理論生物物理，計算神經科學。

　　澳際美國留學介紹，這個方向是近兩年新興的交叉學科，申請者不僅來自物理專業的學生，還有生物專業的學生，因此競爭是非常激烈的，每年的Offer都非常少。

　　3.凝聚態物理：凝聚態物理則是研究凝聚態物質的結構和組成粒子(如原子、分子、離子、電子)之間相互作用與運動的規律并闡明其性能和用途的科學。它是物理學中門類繁多、內容豐富、發展迅速、應用廣泛的一個分支學科，已成為當今物理學異常活躍的研究領域。這個專業方向是中國學生主要申請的專業方向之一，比較容易獲得獎學金。北京大學和南京大學在這個領域非常強。

　　4.宇宙學：將宇宙作為一個整體來研究的科學分支統稱為宇宙學。對于宇宙學家來說，有關宇宙的構造和歷史方面的問題

　　其實就是有關萬有引力作用的問題。由于萬有引力能相隔很遠發生作用，所以它是對宇宙整體性質影響最大的力。我們現有的關于萬有引力的最好理論仍是愛因斯坦的“相對論”，因此，大部分宇宙學都在努力探索如何將愛因斯坦的理論應用于整個宇宙。

　　5.高能物理學：高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下這些物質相互轉化的現象，以及產生這些現象的原因和規律。它是一門基礎學科，是當代物理學發展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基于實驗和理論密切結合發展的。北京大學在這個領域的研究實力非常強，在粒子物理實驗方面有很強的實力。

　　6.計算物理學：計算物理是計算機科學、計算數學與物理之間的新興邊緣學科，是公認的與理論物理、實驗物理并列的物理學第三大支柱。

　　7.天體物理和天文學：天體物理學就是運用物理、數學、化學等方面的理論和方法研究宇宙中天體的起源、演化和死亡。主要包括天體的形態，內部結構，物理狀態，化學成分，相互關系等。一般可以分為兩個方面：實測天體物理：天體的觀測方法和觀測手段，觀測結果的處理和分析等;理論天體物理：對觀測結果進行物理解釋，研究天體目標的物理、化學和運動特性。

　　8.光學物理：包括量子光學，非線型光學，高分辨率光譜學等方向。這些領域的突破已經成為激光和光纖通訊產業的重要依托。中科大在這個領域的實力非常強，這個方向也是中國物理申請者主要申請的一個方向之一。

　　9.應用物理：應用物理專業突出了物理學在光通信與光信息科學、物理電子學與光電子領域內的應用，以納米材料和器件、光電子器件，微電子，物理電子學以及電子技術為主。目前，這個方向在很多大學被合并到EE中去了，有的獨自成為一個系，還有的應用物理專業被并入工程和應用科學學院。這個研究方向對于開發新一代的微電子材料和器件以及量子器件都起著非常重要的作用。

　　在以上美國大學物理專業的九大方向當中，凝聚態物理，高能物理和光學物理是主要的申請方向，也是相對比較容易獲得獎學金的專業方向。