物理科学科では，すべての自然科学や生産技術の基礎である物理学を幅広い視野に立って習得し，様々な分 野で柔軟な創造力を発揮できる人材の養成をめざしています．学生は１〜３年次 で物理学の基礎を学んだ後，二つの大講座に分かれて卒業研究を行うことになります．
各研究室の紹介
光物性研究室
独自に開発したテラヘルツ時間領域分光計による測定を中心に，以下の３テーマの研究を行っています．
(1)フォトニック結晶による放射場の制御，
(2)強誘電体構造相転移機構の解明，
(3)テラヘルツ時間領域分光計の開発．
これらは次世代の科学技術を担う光エレクトロニクスの基礎的研究です．また，国内外の大学，研究機関との共同研究も活発に行っています．
磁性実験研究室
磁性を中心とした物理現象を実験的に研究しています．希土類金属と遷移金属との金属間化合物などの磁性材料を合成し，磁化測定や，核磁気共鳴測定，メスバ ウアー効果測定，高圧下での物性測定を行っています．化合物の組成を変化させたり，圧力によって原子間距離を変えたりすることにより，多種多様な物理現象 を見ることができます．
物性理論研究室
物性理論研究室では，物性物理の分野の理論的研究を行っています．量子力学や統計力学を使って，遷移金属や合金、金属間化合物中の電子の振る舞いを調べ，磁性を中心とした諸物性や磁気構造等を解明しようとする研究， 電子のフェルミ面の計算，さらには磁性体中の磁気励起やスピンゆらぎの影 響に関する研究も行っています．また，国内外の研究者との共同研究も活発に行っています．
素粒子理論研究室
素粒子物理学は，物質を形作っている最小の構成単位(素粒子)を探求し，それらの間に働く力(相互作用)を解明する学問です．素粒子物理学の研究対象は極微の世界なのですが，その研究成果は，例えば初期宇宙の理論に取り入れられ，現在の宇宙がどうなっているかという予言に大きな影響を与えています．このように素粒子物理学は自然科学の根幹をなしていると言えます．研究室では，ハドロン物理・標準模型・標準模型を超える理論・超弦理論・数理物理などの理論研究が行われています．
宇宙線実験研究室
宇宙からの高エネルギー放射線(宇宙線)は，宇宙空間における物理現象を理解する様々な手掛かりを与えてくれます．当研究室では宇宙線観測にもとづく太陽系や銀河系空間の研究を行っています．長野県内−オーストラリア−ブラジルに多方向宇宙線望遠鏡を設置し，地球をあたかも一個の人工衛星(Spaceship Earth)とみなしたネットワーク観測計画を推進しています。
高エネルギー実験研究室
素粒子実験を行う研究室で我々の体や宇宙を構成する究極の粒子の探索と その相互作用の実験的研究を行っています．実際は加速器を用いた粒子衝突実験と粒子測定器の開発研究を行っています．また，これらの研究にはコンピューターシミュレーションによる一致が不可欠で，ここにも力を入れています．
