西华大学物理学科有物理学一级学科硕士学位授权点、应用物理学和微电子科学与工程学士学位授权点,拥有高性能科学计算四川省高校重点实验室、应用物理研究所、激光与物质相互作用、微纳光电子技术研究室等学科平台。物理学科拥有较雄厚的师资力量，现有教职员工28名，其中博士生导生1人，硕士生导师7人，教授10人，副教授9人，具有博士学位教师14人，国务院政府特殊津贴获得者1人，四川省学术和技术带头人1人、四川省学术和技术带头人后备人选2人。
在长期的发展过程中形成了原子与分子物理、激光技术与激光通信、等离子体物理、黑洞天体物理等科研团队。西华大学物理系秉承“瞄准世界科技前沿、面向国家战略需求、服务四川地方经济”的战略定位，多年来在以下领域不断开展学术研究：
①纳米功能材料、原子分子团簇、高分子材料、分子结构与光谱
紧密围绕国家需求和学科前沿，物理系科研人员在原子分子物理方向获得了多项国家自然科学基金项目和多项军工项目的支持。高分子材料热稳定性涉及温度、扩散、玻璃化转变等物理因素和杂质、分子量、解聚反应等化学因素，高分子上百万的分子量是一个复杂的系统性问题。实验室从原子分子基本理论出发，通过同时整合海量的宏观、微观信息，发展了跨尺度方法对其进行简化研究。研究团队长期与中国工程物理研究院、山西大学、四川大学等单位有合作，共同获取相关实验数据渠道；同时依托西华大学高性能计算中心，拥有大规模分子动力学模拟、机器学习的计算能力。
②微纳光电子技术、激光传输与控制、高功率激光技术
光学研究紧密结合国家国防科技战略需求，目前在激光雷达、激光传输和高功率激光器件等方面开展了大量科学研究。相关科研人员积极开展对外合作交流，与东京大学、中国科学院、四川大学和西南技术物理研究所等单位建立了友好的合作关系。光学研究方向的科研人员经过多年的研究探索取得了大量的科研成果，发表了一批具有国际影响力的科研论文，获得了四川省科技厅和教育厅的大力支持。
③等离子体物理
等离子体物理学科以服务国家能源战略需求为导向，学科发展紧密结合当前国家新型清洁能源科技发展规划，开展托克马克磁约束聚变装置和先进磁镜系统中等离子体约束研究。学科发展注重与国内外相关领域的科研单位开展合作，目前与核工业西南物理研究院和中国科技大学等单位建立了良好的合作关系，并引进了核工业西南物理研究院的多位科研人员担任西华大学讲座教授和兼职教授。物理系科研人员在该领域获得国家自然科学基金和横向军工项目的支持，发表了一批高水平的科研论文。
④黑洞天体物理
结合当前理论物理热点，研究内容涉及黑洞、宇宙学以及与天体物理密切相关领域的基础理论研究，主要包括：黑洞热力学、引力全息、宇宙学等课题。黑洞物理、暗能量宇宙加速膨胀是当前理论物理和宇宙学最活跃的研究领域之一，对其研究有助于人们深刻地理解时空本性、物质的基本结构和宇宙的形成及演化等基本问题。本课题组发表SCI一、二区科研论文多篇，得到国家自然科学基金和省部级相关项目的支持，其研究成果获得同行认可。本课题组与四川大学、电子科技大学、中国国家天文台保持合作和联系。学生毕业之后主要是从事相关科研和教学工作。
物理学科非常重视本科、研究生教学，着重培养学生扎实的物理思维能力和微电子应用能力，同时也注重对学生科学研究能力的培养。组织学生参加大学生物理知识竞赛、西华杯、集成电路设计等创新实践活动。派研究生前往科研合作单位（中国工程物理研究院、中科院光电所、西南技术物理研究所、西南核工业物理研究院、中国科技大学、国防科技大学、四川大学、电子科技大学、山西大学、西南交通大学等）联合培养。学生毕业后能在电信、金融、能源、公安、国防等企事业单位和公司从事与光电子学、微电子器件和集成电路设计等相关的研发、制造、应用、技术管理等工作。