物理科學與核能工程學院（簡稱物理學院）下設物理系、應用物理系、核科學與技術系、物理教學與實驗中心。 是一所多科性學院，與國內外知名大學和研究機構有著廣泛的聯系。 交流與合作。 學院以人才培養為核心，堅持教學與科研相結合。 承載物理學和科學與技術兩個一級學科，涵蓋凝聚態物理、理論物理、光學、射電物理、粒子物理和核物理、核能科學與工程、核技術與應用等領域。為國家輸送了一大批科學基礎扎實、素質優良的優秀畢業生物理專業的課程，受到社會的高度評價。
學院擁有一支高水平、具有國際視野的師資隊伍，其中包括一些在國內外有較大影響的專家、學者。 現有院士1人，國家千人計劃特聘專家1人，外國千人計劃專家1人，教育部新世紀人才11人，北京市名師4人，教授30人，博士生導師27人，博士生導師32人。副教授。 。 物理學院承擔多項國家重大、重點、國防科技和國家自然科學基金研究項目以及各級教學科研課題，榮獲國家、省部級科研成果40余項和教學成果獎。
學院擁有完整的本科、碩士、博士人才培養體系，設有物理學博士后流動站和物理學一級博士點，以及應用物理學和核物理學（國防）兩個本科專業； 2013年起增設““愛因斯坦”實驗班，新生入學后將選派20-30名學生進行重點培養。學院承載的學科中，凝聚態物理為北京市重點學科和原國家重點學科。國防科工委認為，理論物理、光學是工信部重點支持的基礎學科，核能科學與工程是國防緊缺學科。
學院高度重視人才培養。 本科生主要基礎課程由具有豐富教學經驗的教授講授，主要專業課程由資深博士生導師講授。 其中，實驗班由包括外聘教師在內的優秀教師任教。 面向全校開設的公共基礎課程一直是北航的精品課程。 其中大學物理、基礎物理、基礎物理實驗、固體物理等公共課程和專業課程均躋身北京市頂尖課程行列。 基礎物理實驗教學團隊被評為北京市優秀教學團隊。 學院建有微納測控與低維物理教育部重點實驗室、凝聚態物理與材料物理研究中心、北航核科學與技術研究中心、軟物質及其應用，以及宇宙核研究中心。 物理交叉研究中心等科研基地，北京市實驗教學示范中心等教學實驗基地。 學生不僅掌握扎實的基礎理論，而且培養進行實驗、分析解決實際問題、獲取新知識的能力。
“愛因斯坦”實驗班致力于培養適應國家重大需求的物理學及高端應用型綜合性人才。 同時，還將與中國科學院、航空科學與技術國家實驗室合作，建立頂級的教學實踐平臺，為學科發展提供堅實的基礎。 深度交叉施肥物理專業的課程，培養復合型創新人才，提供優質環境和氛圍。 應用物理和核物理兩個本科專業致力于培養面向未來發展、富有創新潛力和團隊精神、善于學習和實踐的高水平、綜合性、復合型高素質人才。 學生可以根據自己的特長和興趣選修凝聚態物理、理論物理、光學、射電物理、粒子物理與核物理、核能科學與工程、核技術及應用等。 每年65%以上的畢業生在國內外攻讀研究生，其他畢業生選擇在新興、交叉學科領域發展或在高等院校、科研院所、高新技術企業和行政事業單位工作。
物理學院秉承傳承、開放、超越、國際化的理念，與美國、日本、德國等國家的著名大學和科研院所簽訂了廣泛的人才交流和培養協議，并全額資助部分優秀學生每年出國交流、學習。 為學生未來的發展開辟了更廣闊的空間。