Si definisce fisica moderna l'insieme degli sviluppi teorico-sperimentali che a partire dal XX secolo hanno segnato un salto concettuale rispetto alla fisica classica, elaborata a partire dal XVII secolo.
Comprende in particolare gli avanzamenti nella fisica atomica, fisica nucleare, fisica delle particelle, fisica della materia condensata, astrofisica e cosmologia. Queste discipline studiano dall'infinitamente piccolo all'infinitamente grande: dalle particelle e le interazioni fondamentali, alla struttura, nascita ed evoluzione dell'Universo, passando per tutti quei fenomeni descrivibili solo con la meccanica quantistica. Tutte le teorie validate della fisica moderna comprendono al limite le teorie classiche.