中國科學技術大學物理學院由物理系、近代物理系、光學與光學工程系、天文學系、工程與應用物理系和物理實驗教學中心等單位組成。著名物理學家嚴濟慈、趙忠堯、施汝為、吳有訓、錢三強、錢臨照、彭桓武、馬大猷、朱洪元等人曾在各系擔任重要職務并執教多年。現任院長沈保根院士，執行院長陳宇翱教授。

　　1958年，中國科學技術大學在北京成立之時，所建立的13個系中與物理直接相關的有7個系，其中原子核物理和原子核工程系、技術物理系及物理教研室是現在物理學院的主體源頭。1964年，學校以學科為基礎將全校合并成6個系，原子核物理和原子核工程系更名為近代物理系，技術物理系吸納了生物物理系、地球物理系而更名為物理系。1994年，學校成立了以加強學術交流為目標的理學院，涵蓋數學、物理、化學、天文、地學、生物眾多學科。 2000年，在化學與材料科學、生命科學、地球與空間科學等系先后建成實體學院后，理學院成為實體學院，包括數學、物理、近代物理、天文與應用物理等4個系。2009年，數學系析出，理學院更名為物理學院。同年，以光學學科及中國科學院量子信息重點實驗室等為基礎成立光學與光學工程系；物理實驗教學中心獨立建制；天文與應用物理系更名為天文學系。2018年，工程與應用物理系成立。

　　中國科學技術大學物理學院現有固定教職工274人，其中教授108人，副教授107人。教授中有中國科學院與中國工程院院士15人，國家級教學名師2人，萬人計劃15人，教育部“長江計劃特聘教授”6人，國家杰出青年基金獲得者35人。物理學院設有“嚴濟慈大師講席”和“趙忠堯大師講席”，并聘請國內外近百名學者為兼職和客座教授。