本系以培育國家之基礎科學人才為方向，並因應現今工業多元化的發展趨勢，積極培養具備專業技術及專業道德之科學研究人才，以厚植國家研究發展之實力。因而本系除加強傳統的教學理論課程外，並實行實務之科學研究，以培養學術及產業所需之研究且兼具人文素養之人才為宗旨。本系之大學部以「培養對專業知識之基本素養及通才」為目的，以期學生具備研究創新所需之基本能力。

而碩、博士班學生以培養其參與學術界及產業界研究發展之基層研究工作為目的。在高科技發達的今天，物理系的出路比以往寬廣許多，除了繼續在物理領域中深造外，舉凡半導體業，光電業，儀器商等等皆需物理人的參與。而本系擁有各領域之優秀與經驗豐富的專任師資頃全力投注於國家重點發展之奈米科技、光電半導體、及相關之理論物理等方向進行研究。

研究特色:

為集中現有人力物力發揮最大的效果，本系的研究方向均集中於凝態物理。在此原則下約可分為以下數項領域，每位教師均橫跨二個以上的研究領域。

一、理論與計算物理

特別強調以凝體物理為主的理論計算與模擬，期與實驗及應用配合。研究領域包括金屬、半導體、絕緣體、超晶格、新穎拓撲材料之能帶結構，低維材料表面的結構特性模擬，磁性、合金及超導機制理論，非線性動力學及混沌與超穎現象。

二、量子材料物理

研究重點在於固態物理與材料，包含量子與拓撲結構的物理性質及其應用。例如，紅外線偵測器元件材料、分子束磊晶技術、半導體雷射、發光二極體、多層結構半導體材料和量子井之量子效應、奈米結構之量子效應、表面奈米科學、奈米光電材料與元件之物理特性、超巨磁阻多層薄膜研發、低場磁阻研究、超導光偵測器、奈米結構薄膜物性與能源材料物理等。

三、量子光電

利用紅外線光譜、光反射調制光譜及雷射拉曼散射光譜研究物質的聲子模式、結晶狀況、相轉變及環境污染等問題；以超快速脈衝雷射研究高分子的電發光性質：雷射誘發分解過程及其物理機制；光電元件、非線性光學元件與光電能源元件之研究開發。

四、天文與宇宙學

中山物理系的天文物理小組著重於超大質量黑洞(supermassive black hole)的相關研究，特別是利用黑洞附近的水邁射(water maser)訊號來測量黑洞質量以及研究宇宙暗能量的狀態方程。此外，中山物理系也是事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope，簡稱EHT)這個國際計畫在台灣的一個分支，並與中央研究院天文所的格陵蘭望遠鏡團隊有密切的合作，研究目標在於拍攝超大質量黑洞的影像，並用黑洞的影像來檢驗愛因斯坦的廣義相對論在強重力場中的正確性。

Perimeter Institute卜宏毅博士之黑洞模擬影像                       圖片來源：EHT Collaboration                        學生錢玟澤於格陵蘭參與黑洞觀測計畫