理论物理学家不处理自然界中的物质和现象，而是研究代表其行为的模型。这些模型几乎总是使用数学公式来表示，理论物理学家使用各种数学技术来检查模型的行为，预测某些物理现象，匹配实验事实以及匹配模型的有效性。考虑性。另一方面，主要进行物理学实验的物理学家称为实验物理学家。

物理学家通常同时进行实验和理论研究，但是将它们分为两个部分的事实是，由于20世纪物理学的巨大进步，该领域变得极为复杂。原因是要学习的理论和数学方法，实验技术和要掌握的研究领域增加了，这使个人很难学习所有这些。

因此，它分为只处理理论的理论物理学和只处理实验的实验物理学。这种趋势在粒子物理学和天体物理学中尤为明显。前者是由于实验中使用的粒子加速器变得更大，越来越复杂，并且不再可以由个人生产和操作的事实所致，而在后者中，首先不可能进行实验。

费米据说是最后一位理论物理学家和实验物理学家。