دکتری فیزیک مجموعه ی هماهنگی از فعالیت های آموزشی و پژوهشی، به منظور کشف قوانین و روابط حاکم بر پدیده‌های طبیعی و استفاده عملی از آنها است. این رشته کلیه ی زمینه های مرتبط با فیزیک و زمینه های بین رشته ای را در بر می گیرد.
دانشجویان در دوره دکتری فیزیک به تناسب موضوع به انجام تحقیقات نظری، تجربی و یا ترکیبی از این دو می پردازند. آموزش در این دوره، برای رفع کاستیهای اطلاعاتی دانشجویان و هموار کردن راه رسیدن آن ها به اهداف تحقیق می باشد.
هدف این رشته تربیت نیروهای متخصصی است که ضمن آشنایی با روش های پیشرفته تحقیق و تسلط بر آثار علمی مهم در یک زمینه خاص از رشته فیزیک، با نوآوری در زمینه های علمی و تحقیقی به پیشرفت و گسترش مرزهای دانش کمک نمایند.
همچنین باید توانایی تعلیم، تحقیق، برنامه ریزی، طراحی، اجرا، هدایت، نظارت و ارزیابی
را داشته باشند. این افراد می توانند نقش مهمی در تجزیه و تحلیل و حل مسائل و مشکلات علمی پیچیده جامعه و جهان در یکی از زمینه های رشته فیزیک داشته باشند.
گرایش های دکتری فیزیک، شامل گرایش های اپتیک و لیزر، ذرات بنیادی و نظریه میدانها، فیزیک آماری و سامانه های پیچیده، فیزیک پلاسما، فیزیک ماده چگال، فیزیک هسته ای، گرانش و کیهان شناسی و نجوم و اختر فیزیک می باشد.
دکتری فیزیک در گرایش اپتیک و لیزر به پژوهش های تجربی و تئوری در زمینه نور و لیزر می پردازد. به دلیلی کاربردی بودن ابزارهای لیزری و اپتیکی در صنایع مختلف از صنایع نظامی گرفته تا پزشکی، گرایش جذابی است.
دکتری فیزیک در گرایش ذرات بنیادی و نظریه میدان ها به پژوهش های تجربی و تئوری قوانین فیزیک در ابعاد زیر هسته ای و در ابعاد انرژی های بالا و فاصله های بسیار کم می پردازد.
دکتری فیزیک در گرایش فیزیک آماری و سامانه های پیچیده بسیار درگیر با شبیه سازی و مدل سازی است. آنچه که درباره این گرایش جالب است این است که دانشجویان با توجه به زمینه علاقه مندی خود می توانند در این حوزه ها فعالیت کنند: سامانه های پیجیده اعصاب و زیست شناسی، نظریات گراف و سامانه های پیچیده، هواشناسی و پیش بینی ها و مدلسازی ها.
دکتری فیزیک در گرایش فیزیک پلاسما به شناخت پلاسمادر زمینه های نظامی، صنعتی و انرژی منحصر می پردازد. مواردی که در این رشته مورد بررسی قرار می گیرند، پردازش مواد و سطوح، ساخت مواد نانومتری، تهیه مواد غنی الکترومغناطیس، مخابرات، انرژی و ... می باشد.
دکتری فیزیک گرایش فیزیک ماده چگال به مطالعه تئوری و پژوهشی مربوط به کریستال‌ها و ویژگی‌های فیزیکی آنها می پردازد.
دکتری فیزیک گرایش فیزیک هسته ای رابطه مستقیمی با تولید و به کارگیری انرژی هسته ای دارد که البته علی رغم اسم این گرایش، صنعت هسته ای کشور به ندرت از این گرایش استخدام می کند و بیشتر از رشته هایی همچون مهندسی هسته ای، مهندسی شیمی و ... نیروی انسانی خود را تأمین می نماید.
دکتری گرانش و کیهان شناسی به مطالعه تئوری و پژوهشی مربوط به مباحث سیاهچاله ها و نظریات گرانش کیهانی و پرتوهای کیهانی می پردازد.
این گرایش ارتباط نزدیکی با نجوم و اختر فیزیک دارد ولی مباحث آن بسیار کلان تر است.
دکتری فیزیک گرایش نجوم و اختر فیزیک به مطالعه تئوری و پژوهشی جنبه مشاهداتی بخش نجوم می پردازد و پدیده‌های مختلف نجومی را رصد و ثبت کرده و سپس از آنها عکس گرفته و طیف آنها را می‌سنجد.
فارغ التحصیلان دکتری فیزیک می توانند ضمن فعالیت در تمام محل های جذب فارغ التحصیلان کارشناسی و کارشناسی ارشد ( سازمان های مختلف از جمله نیروگاه های هسته ای، مراکز تولید و نکهداری لیزر، مراکز نظامی و انرژی اتمی، مراکز پژوهشی و تحقیقاتی دولتی، وزارت نیرو و وزارت آموزش و پرورش، دانشکده ها و آموزشکده های مختلف و دانشگاه های علمی کاربردی) در زمینه کارهای تحقیقاتی و رفع معضلات علمی و اجرایی مسئولیت های سنگین تری را به عهده بگیرند و در کارهای اجرایی علمی نقش مهمی داشته باشند.
فارغ التحصیلان دوره دکتری فیزیک باید قادر باشند در حین طرح و اجرای یک پروژه، راه حل مناسب، بهینه و قابل قبولی را بر اساس آخرین یافته های علمی، اجرایی و آموخته های دوران تحصیل خود، در سطح جامعه حرفه ای ارائه نمایند.
فارغ التحصیلان کارشناسی ارشد در تمامی رشته می توانند با شرکت در آزمون دکتری فیزیک و کسب موفقیت، در این رشته تحصیل کنند.