物理科学与核能工程学院（简称物理学院）由物理系、应用物理系、核科学与技术系和物理教学与实验中心组成，是一个多学科交叉的学院，与国内外知名高校和研究机构有广泛的交流与合作。学院以人才培养为核心，坚持教学与科研相结合，承载物理学、和科学与技术两个一级学科，涵盖凝聚态物理、理论物理、光学、无线电物理、粒子物理与原子核物理、核能科学与工程、核技术及应用等领域，为国家输送了大批具有坚实科学基础和良好素养的优秀毕业生，受到社会的高度评价。
学院拥有一支具备国际视野的高水平师资队伍，包括一些在国内外有较大影响的专家学者。
现有院士1名，国聘专家千人计划1名，外专千人1名，教育部新世纪人才11名，北京市教学名师4名，教授30名，博士生导师27名，副教授32名。物理学院承担多项国家重大、重点、国防科技和国家自然科学基金研究项目以及各个层次的教学研究课题，获得国家和省部级科研、教学成果奖等40余项。
学院具有完备的本科、硕士和博士人才培养体系，包括物理学博士后流动站和物理学博士学位一级学科博士点，应用物理与核物理（国防紧缺）两个本科专业；从2013年开始增设“爱因斯坦”实验班，新生入学后优选20-30名学生重点培养。
在学院承载学科中，凝聚态物理为北京市和原国防科工委重点学科，理论物理和光学为工信部重点支撑基础学科，核能科学与工程为国防紧缺学科。
学院重视人才培养，本科生主要基础课程均由教学经验丰富的教授主讲，主干专业课程由资深的博士导师主讲，其中，实验班配备包括外聘在内的优秀教师执教。为全校开设的公共基础课程一直是北航的优质课程，其中大学物理、基础物理学、基础物理实验、固体物理学等公共课、专业课为北京市精品课程。
基础物理实验教学团队被评为北京市优秀教学团队。学院建有包括“微纳测控与低维物理”教育部重点实验室、凝聚态物理与材料物理研究中心、北航核科学与技术研究中心、软物质及其应用交叉科学研究中心及宇宙中的核物理交叉科学研究中心等科研基地，以及包括北京市实验教学示范中心在内的教学实验基地。使学生不仅掌握扎实的基础理论，还将接受实验动手、分析解决实际问题和获取新知识等方面能力的培养。
“爱因斯坦”实验班致力于物理学和面向国家重大需求的高端应用型、综合型人才的培养，同时还将携手中科院、航空科学与技术国家实验室，建立教学实践的顶级平台，为学科深度交叉，培养复合型创新人才提供优质环境和氛围。应用物理、核物理两个本科专业致力于培养造就面向未来发展、富有创新潜质和团队精神、善于学习实践的高层次、综合性、复合型的高素质人才。学生可根据自己的特长和兴趣，选修凝聚态物理、理论物理、光学、无线电物理、粒子物理与原子核物理、核能科学与工程、核技术及应用等学科方向。
每年毕业生中65%以上在国内外读研，其他毕业生选择在新兴和交叉学科领域发展或者在高等学校、科研院所、高科技企业和行政事业单位工作。
物理学院秉持传承、开放、超越和国际化的理念，与美、日、德等国的著名大学和研究院所签订了广泛的人才交流培养协议，每年全额资助部分优秀生出国交流和学习，为学生的未来发展开辟了更广阔的空间。
