物理学一级学科是中国石油大学重点建设的基础学科之一。本学科始建于 1953年，1982、1990、2003年先后获批物理学史、无线电物理和理论物理硕士学位授权二级学科，2006年获批物理学硕士学位授权一级学科，2020年设立“能源物理科学与技术”交叉学科博士点。学科立足物理学发展前沿，紧密结合石油等能源领域开展相关物理方法和应用技术研究，为培养“物理+能源”特色的高层次人才提供支撑。学科现有教师75人，其中教育部新世纪人才1人、教授8人、副教授35人、具有博士学位人员57人。学科拥有国家级一流专业建设点1个，国家级一流课程 1门，省级一流课程2门。拥有 1个省部级实验室和 1个省级实验教学示范中心，设备总值超过2000万元。近五年承担国家自然科学基金、国家重大研发计划子课题等科研项目70余项，年均到位科研经费 510余万元。学科注重国际交流与合作，已与英国曼彻斯特大学、加拿大滑铁卢大学等在学生培养和科学研究方面建立了良好的合作关系。

经过多年的发展，物理学一级学科构建了“物理+能源”特色的研究生培养体系，形成了物理场探测方法与技术、能源物理理论与技术、凝聚态物理、理论物理4个稳定的培养方向，成为物理和能源领域重要的科学研究和高层次人才培养基地。本学科培养坚持党的基本路线，具有国家使命感和社会责任心，遵纪守法，身心健康，具备一定的批判性思维和创新性思维，具有“物理+能源”特色，物理基础理论厚重，专业培养方向实用，适应国家能源发展战略需求，物理学与能源工程应用相结合的复合型硕士研究生人才。本学科毕业生能够在教育部门、科研机构、高新技术企业、工程技术领域从事教学、科研、技术开发、管理等工作。

近年来，物理学科共培养硕士研究生100余人，其中有4名研究生的学位论文获省级优秀硕士学位论文，5名研究生获“中国石油大学学术十杰”称号。本学科的主要学位课程有：高等量子力学、高等电磁理论、物理场中的计算方法，多孔介质物理学、高等油气藏物理、计算凝聚态理论，物理学中的群论等。