物理学科重点发展凝聚态物理、生物物理和生物信息学、理论物理、计算物理等四个学科方向。

    2. 凝聚态物理

    凝聚态物理为自治区重点学科，有凝聚态物理理论和凝聚态物理实验两个研究方向。该学科依托半导体光伏技术和纳米科学与技术两个自治区重点实验室，开展半导体光伏技术、氢能利用、储能器件及其微纳尺度下新材料的电声子相互作用与电输运理论研究，并服务于企业开展硅高效太阳电池产业化的校企合作，推动内蒙古光伏技术、氢能、储能产业的发展;利用稀土资源优势，开展稀土微纳米功能材设计与器件制造，设计成分和结构可控制的系列稀土微纳米功能材料，并在微纳米尺度下调控其磁学、电学物理性能。

    2. 生物物理和生物信息学

    生物物理为自治区重点学科，有离子束生物工程自治区重点实验室。生物物理和生物信息基础理论研究方面，目前以高通量DNA测序仪与高性能计算服务器系统为核心组合搭建的生物信息学计算平台，主要瞄准生物信息学国际前沿热点问题并结合国家和自治区重大需求，围绕表观遗传修饰，DNA甲基化、组蛋白修饰核小体定位等方面研究内容，针对表观遗传调控转录组高通量数据，从分子水平上对生物全基因组表达调控机制进行深入研究。同时利用高性能计算服务器系统利用分子动力学模拟方法开展：基因组进化；蛋白质的亚细胞定位；蛋白质模体、局域结构和结构域分析，蛋白质的模块性质和蛋白质功能关系，抗冻蛋白抗冻机理，分子马达蛋白的动力学规律等方面的研究。

    3. 理论物理

    理论物理为自治区重点学科，是物理学科最早设立硕士点和博士点的学科方向。目前依托于理论物理研究室，探索和发展重夸克电子弱衰变的唯象方案，采用夸克模型和微扰QCD方法等理论手段，在新强子态性质及其相互作用、标准模型的精确检验和新物理的寻找、唯象模型理论的应用与发展方面展开研究。通过对重夸克电弱衰变相关理论的应用和拓展，研究了重夸克重子和介子电弱衰变过程的计算方案，预言了各可观测量的数值，抽取了标准模型中相关参数的数值，提出了一个寻找新物理现象的方案，同时合作提出了寻找Ξ++ cc的黄金衰变道，为找到第一个双粲重子提供了理论指导。

4.   计算物理

计算物理主要开展纳米结构设计及其电磁、拓扑和输运性质方面的研究。结合第一性原理计算与分子动力学模拟，对新型材料（如纳米团簇及其组装材料、低维半导体材料、异质结材料、热电材料、半金属材料、多元混晶材料、过渡金属氢化物及氮化物等）展开高通量的理论预测与物性改良研究；开展新型材料、纳米MOS器件以及隧穿场效应管的稳定性、电子结构和输运性能的计算模拟与优化设计；对低维半导体材料中准粒子电子结构，声子行为，以及激子动力学过程进行理论探索。