应用物理系负责应用物理学专业人才培养、物理学一级硕士点、能源物理科学与技术交叉学科博士点建设。建设有山东省高校新能源物理与材料科学重点实验室、山东省物理实验教学示范中心和中国石油石化工业联合体太赫兹与光电检测技术重点实验室。科学史专家、翻译家戈革教授、物理学史专家乐光尧教授、在超声及应用和相对论等领域卓有建树的冯世瑄教授等是本系的第一代教师和建设者。

本系现有教职工21人，其中教授5名，副教授9名，具有博士学位者18名，1人入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，1人入选山东省青年泰山学者。教师队伍学术造诣较高，学术思想活跃，科研经费充足，具有良好的科研基础设施，形成了物理学科的特色与优势。先后承担973、863、国家科技重大专项、国家自然科学基金等国家级科研项目几十项，省部级科研项目上百项；获国家级科研奖励1项，省部级科研奖励14项；在《Nature Communications》《Phys.Rev.A》、《Phys.Lett.A》、《Eur. Phys.J. B.》、《Int. J. Theor. Phys.》、《Commun. Theor. Phys.》、《Chin. Phys.》、《中国科学》、《物理学报》、《地球物理学报》等杂志发表科研论文；出版教材和专著10余部；获省部级以上优秀教学成果和教材奖励10余项。

应用物理学专业是中国石油大学（华东）较早设立的应用性理科专业之一，1986年经教育部正式批准设立，并于2008年获批国家级高等学校特色专业，2021年入选国家级一流本科专业建设点，设置有核物理方法与技术、能源物理方法与技术两个专业方向。近代物理实验为国家一流线下课程，普通物理学、理论物理和普通物理实验全部建设为山东省精品课程，涵盖了本专业全部11门物理学核心课程。整体设计、多种实践，建立了全面全程培养大学生科技创新素质的创新实践训练体系，形成了一套知识、方法和素质培养“三结合”的科技创新素质培养方法，学生科技创新能力全面提高，成果显著。近年来，本科生就业率均超过90%，考研和出国学生比例约为50%，10%以上的优秀毕业生被保送到清华大学、北京大学和中国科学技术大学等知名高校和研究所攻读硕士和博士学位。