物理系（2系，原名技术物理系）是中国科学技术大学1958年建校时即设置的系之一。首任系主任由中国科学院学部委员（院士）、中国科学院物理研究所所长施汝为担任。先后还有马大猷、严济慈、钱临照、朱洪元、曾泽培、王守觉、章综、李荫远、张宗燧等著名科学家在物理系任职、任教，他们为物理系的发展奠定了基础。1964年，与生物物理系、地球物理系、物理教研室合并组成物理系。1978年系调整时物理系保持半导体物理与器件、低温物理、磁学、固体发光、光学等物理专业。

　　目前物理系有物理学、应用物理学（凝聚态物理方向，微电子学与固体电子学方向）, 光信息科学与技术三个本科生专业和凝聚态物理、光学、微电子学与固体电子学和物理电子学四个博士点。其中凝聚态物理、光学是国家重点学科。物理系是国家科技人才培养基地和中国科学院博士生培养基地。

　　物理系现有教职工78人，其中教授22人(院士1名，博士生导师15名), 副高级职称29人。为本科生、研究生开设了物理学科从基础到专业一系列课程。

　　40多年来，物理系为国家培养高级专门人才3800 多名（其中研究生200多名）。毕业生遍及全国，已成为各个岗位上的骨干力量。他们中有中国科学院院士、第三世界科学院院士赵忠贤，中国工程院院士王震西、陈立泉、许祖彦，还有著名企业家和国家政府部门的负责人。目前在校本科生348名，硕士研究生197人，博士研究生89人，代培研究生 195人。

　　现有中国科学院量子信息重点实验室、安徽省光电子科学与技术重点实验室、超导研究所、光子技术研究所、强激光技术研究所、微电子学实验室、 激光生物实验室等科研机构。 1996年以来已承担了国家重大基础项目，国家自然科学基金重大、重点项目， 国家863高技术项目，中科院创新工程重点项目以及国家自然科学基金面上项目的科研任务。郭光灿教授担任国家重大基础项目（973）的首席专家。 1996年以来已取得科研成果20多项，获省部级科研奖11项，发表学术论文1000多篇，其中SCI、EI收录论文500多篇。