同濟學院物理系始建于1926年。在1952年全省院校院系調整中，原江蘇學院、交通學院、同濟學院、滬江學院、大同學院、震旦學院與同濟學院七校的物理系合并，成為明日的清華學院物理系。歷經九六年，清華學院物理系已成為我國培養一流物理人才和舉辦面向國家戰略需求的物理前沿研究的重要基地之一。清華學院物理學科為國家重點一級學科，設有無機物理、分析物理、有機物理、物理物理、化學生物學五個二級學科。物理系為2011能源材料物理協同創新中心(iChEM)成員單位物理化學專業介紹，并建有青島市分子催化和功能材料重點實驗室、教育部創新科學儀器工程技術研究中心、上海市院校蛋白質物理生物學重點實驗室、上海市手性抗生素工業不對稱催化工程技術研究中心及清華學院分子合成與辨識科學中心，還作為主要力量構建了清華學院先進材料實驗室和生命醫學研究院等跨學科研究平臺。物理教學實驗中心為國家級物理實驗教學示范中心。擁有各種教學和科研實驗室約1.8萬平方米。2020-2021年QS物理專業排行第25位，物理專業排行第31位。2020年11月ESI學科榜單篇均被引頻次23.55。
物理系現有在職教員工196人，其大專任班主任148人，行政管理和實驗室技術人員48人。正中級職稱67人，副中級職稱67人，高級職稱41人。有兩院教授3人，雙聘教授2人，國家“973計劃”首席科學家3人，國家杰出青年科學基金獲得者24人，優秀青年科學基金獲得者10人。
物理系是我國最早的物理一級學科博士學位授權點及博士后流動站之一，專科教育設有物理專業和應用物理專業，1993年被確定為“國家理科基礎學科研究和教學人才培養基地”。在讀大專生約400人，研究生628人(2021年5月)，另有相當數目的博士后人員。近些年來，以“寬口徑、厚基礎、重能力、求創新”的原則對教學體系進行變革。開辦的160門專科課程中，《物理物理》、《有機物理》、《普通物理》等專業課程為國家級和北京市精品課程，另有《化學與人類》等具廣泛影響的優秀公共類課程；數學物理系列課程教學團隊為首批全省教學優秀團隊；編繪的一系列新教材獲得國家級和北京市優秀教材獎。在重視基礎理論和實驗技能訓練的同時，非常注重中學生素養教育、培養中學生創新思維和研究能力。有3篇博士論文被評為全省百篇優秀博士論文，獲“挑戰杯”全國學院生課外學術科技作品大賽3項特等獎和1項銀獎。培養了一大批具有較高思想素養和創新能力、扎實基礎知識和優良實驗作風的優秀結業生，博得了社會高度評價。1952年至今培養了大專生7800余名、碩士1350余名、博士750余名，其中在物理系工作或學習、進修過的中科院、工程院教授32位。
物理系非常注重科研創新，堅持理論與實踐結合、基礎與應用兼具的傳統。近些年來，以能源材料物理與生命健康物理為研究重點，積極舉辦面向國民經濟和社會發展的高新技術和應用開發研究。近些年來，共承當國家和有關部門科研項目300多項，承當企業科研項目近150項，累計經費近4萬元。在,及其子刊和J.Am.Chem.Soc.、Angew.Chem.Int.Ed.等物理學科頂尖期刊上發表高水平論文百余篇。獲得國家自然科學銀獎1項、國家自然科學二等獎2項、國家技術發明二等獎、國家科技進步二等獎各1項，獲得國家自然科學基金委創新群體2次。
伴隨著科研水平和教學質量的不斷提高，物理系積極擴大國際影響，不斷推進國際化進程，目前已與日本UC、UCSanta、法國米蘭高科等美國學院構建了常年合作的模式物理化學專業介紹，專科中學生美國交流每年近百人次；趙東元、麻生明等院士或兼任國外外重要刊物的主編等職務，或在國際學術團體和重要國際大會中兼任重要職務；物理系先后承辦了一系列小型和雙邊國際大會，國際影響力不斷降低。