浙大物理系的学科方向涵盖理论物理、粒子物理与核物理、凝聚态物理、光学、电子与无线电物理、原子分子物理、等离子体物理。其中理论物理、凝聚态物理是国家重点学科，光学、等离子体是浙江省重点学科。
浙大物理系具有物理学一级学科的博士学位授予权，并有物理学一级学科博士后流动站。浙大物理学科在2006年教育部一级学科评估中，名列全国高校物理学科排名第五。
物理系下设五个研究实体：浙江近代物理中心、凝聚态物理研究所、光学研究所、电子与无线电物理研究所、浙江大学聚变理论与模拟中心。还设有学科会聚中心，如唐孝威院士组织的"交叉学科实验室"和筹备成立的"量子科学与量子工程中心"等。2009年与美国Rice大学等国际单位合作成立了浙江大学国际量子物质合作中心。学科的发展和会聚紧紧围绕国际科技的前沿领域、国家中长期科学发展规划以及高层次创新型人才的培养三个主题。
