1. kvantemekanik: Denne gren omhandler opførsel af stof og energi på atom- og subatomiske niveauer. Det udforsker koncepter som bølgepartikel-dualitet, kvantisering af energi og usikkerhedsprincippet.
2. relativitet: Denne gren, opdelt i særlig relativitet og generel relativitet, fokuserer på forholdet mellem rum, tid, tyngdekraft og bevægelser af genstande i meget høje hastigheder. Nøglekoncepter inkluderer tidsudvidelse, længdekontraktion og bøjning af rumtid.
3. nuklear fysik: Denne gren fokuserer på struktur, egenskaber og interaktioner mellem atomkerner. Det udforsker emner som radioaktivitet, nuklear fusion og fission og udvikling af atomvåben og atomenergi.
4. Partikelfysik (fysik med høj energi): Denne gren studerer de grundlæggende byggesten til stof (elementære partikler) og de kræfter, der styrer deres interaktion. Den bruger kraftfulde partikelacceleratorer til at skabe og analysere disse partikler.
5. Astrofysik: Denne gren kombinerer fysik og astronomi for at studere himmelobjekter og fænomener, såsom stjerner, galakser og sorte huller. Den bruger principper for fysik til at forklare disse kosmiske enheders oprindelse, evolution og egenskaber.
Dette er bare nogle af de mange grene af moderne fysik. Andre vigtige områder inkluderer kondenseret stoffysik, biofysik og plasmafysik.