物理学是自然科学的基础。20世纪以来，理学的发展对现代社会的影响和人类对自然规律认识的深化尤为突出。以量子力学和相对论的创立为标志的物理学革命，不仅导致了人类宇宙观的重大转变，诱发或促进了整个自然科学的改观，而且带来了人类社会空前的技术进步，极大地改变了人类的生产方式乃至生活方式。电学和磁学现象的研究以及麦克斯韦的电磁理论为建立现代的电力工业和通讯系统奠定了基础，无线电、电视、雷达的发明极大地改变了人们的生活；20世纪物理学的另一重大进展是量子力学的建立，量子力学为描述自然现象提供了一个全新的框架，现在，人们认识到量子力学不仅是现代物理学的基础，而且也是化学、生物学等其他学科的基础。此外，量子力学还导致了半导体、光通讯等新兴工业的崛起，并为激光技术的发展新材料发现和研制以及新型能源开发等开辟了新的技术途径。半导体材料、半导体物理和半导体器件研究的进展为计算机革命铺平道路，而计算机革命给人类社会和技术进步所带来的影响是无法估计的。

今天物理学的作用仍然是多方面的。一方面，物理学将继续通过它和其他一切学科的交叉、渗透和相互作用产生出许多新的边缘学科；另一方面，物理学仍会不断地提供新的理论、实验技术和新材料来影响其他学科、技术和社会的进步。今天和将来的许多新技术都来源于物理学的基础研究，物理学仍将是自然科学的基础。
当今物理学的研究领域里有两个，一个是高能或粒子物理，另一个是天体物理。前者在小的尺度上探索物质更深层次的结构，后者在的尺度上追寻宇宙的演化和起源。近几十年的进展表明，这两个竟奇妙地衔接在一起，成为一对密不可分的姊妹学科。自从伽利略、牛顿以来，物理学与天文学已是精密的理论科学，然而长期以来，包括化学在内的其他自然科学却一直是经验性科学。1998年的诺贝尔化学奖颁给了科恩和波普，以表彰他们在量子化学方面所做的开创性贡献。颁奖的公报说，量子化学将化学带入一个新的时代，化学不再是纯实验科学了。此前，如果说物理化学还是物理学和化学在较唯象层次上的结合，则量子化学已深入到化学现象的微观机理。近年来，量子化学、激光化学、分子反应动力学、固体表面催化和功能材料等物理学与化学间的交叉学科，取得了长足的进展。

物理学研究的是物质世界普遍而基本的规律，这些规律对有机界和无机界同样适用。物理学构成所有自然科学的理论基础。早在上世纪40年代，量子力学的创始人之一薛定谔在《生命是什么？》一书里预言：“生命的物质载体是非周期性晶体，遗传基因分子正是这种有大量原子秩序井然地结合起来的非周期性晶体；这种非周期性晶体的结构，可以有无限可能的排列，不同样式的排列相当于遗传的微型密码；"他所说的这种“非周期性晶体”，就是存在于细胞核染色体中的DNA分子。1953年沃森和克里克共同发现DNA分子的双螺旋结构。薛定谔在《生命是什么？》书中还有另一段名言：“生命之所以能存在，就在于从环境中不断得到‘负熵’”，“有机体是依赖负熵为生的”。这就是生命的热力学基础。60年代比利时科学家普里高津的耗散结构理论，证实了薛定谔的预言。当前生命科学中分子生物学、量子生物学、遗传信息学、蛋白质结构等新兴学科的研究正方兴未艾。人们说21世纪是生命科学的世纪，一位物理学家则说，21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪。
翻阅一下现在物理学的许多重要期刊，或看看许多国际物理学术会议的日程，就会发现，诸如蛋白质折叠、免疫网络化学键断裂、水土流失、交通堵塞等，大量本不属于物理学内容的标题，赫然入目。人们不禁要问：“什么是物理学？”的确，今天再从研究对象来回答这个问题已很困难。我们的看法是，不管什么问题，当物理学家用物理学的方法去研究它时，就把它变成了物理问题。物理学，是一门理论和实验高度结合的精确科学。物理学中有一套全面有效的科学方法。