物理学院现有“物理学”国家一级重点学科，覆盖理论物理、凝聚态物理、声学、光学、原子分子物理、粒子物理核物理、生物物理与软物质、原子与分子团簇物理、应用电子学与技术物理等，其中“理论物理学”、“凝聚态物理”、“声学”为国家二级重点学科。拥有固体微结构物理国家重点实验室、近代声学教育部重点实验室、江苏省高技术研究重点实验室（纳米技术）、以及十余个跨学科研究所与研究中心，跨学科的南京微结构国家实验室正在筹建中。物理学院是国家物理学基础学科人才培养基地，大学物理教学实验中心是国家物理学基础学科人才培养基地和国家物理实验教学示范中心。物理学院的“物理学”博士后流动站是全国优秀博士后流动站。