Fysiikka on luonnontiede, joka tutkii luonnonilmiöitä ja maailmankaikkeudessa olevaa aineitaja energiaa. Energia voidaan määritellä, että se on kyky tehdä työtä - sen avulla voidaan esimerkiksi tuottaa liikettä tai lämpöä.

Fysiikan tavoitteena on löytää lainalaisuuksia, joiden avulla ilmiöitä voidaan mallintaa matemaattisesti ja testata niitä kokeellisesti. Mallintamisen avulla ihminen pyrkii ymmärtämään paremmin luontoa ja siellä tapahtuvia ilmiöitä, kuten sääilmiöitä tai ydinreaktion toimintaperiaatteen. Fysiikan sanotaan olevan perustavanlaatuinen tiede, johon monet muut tieteenalat pohjautuvat. Fysiikan tutkijaa sanotaan fyysikoksi.

Kuvassa on eräs tämän ajan tunnetuimmista fyysikoista, Stephen Hawkings, ja hänen vaimonsa.

Mittaaminen on tärkein fyysikon menetelmä. Mittaaminen perustuu siihen, että jotain esinettä tai asiaa tarkastellaan yhteisesti sovitulla mittavälineellä tai -laitteella, esimerkiksi laudan pituutta mittanauhalla tai sähkövirran suuruutta ampeerimittarilla. Mittalaitteiden avulla saadaan tietoa tutkittavasta kohteesta.

Pituus ja sähkövirta ovat esimerkkejä suureista. Suureella tarkoitetaan jotain mitattavaa asiaa. Suure muodostuu lukuarvosta ja mittayksiköstä: laudan pituus on 1,2 metriä (1,2 m) tai sähkövirran suuruus on 150 milliampeeria (150 mA). Mittayksiköillä eli lyhyemmin yksiköillä on omat tunnuksensa ja lyhenteensä. Kansainvälisesti on sovittu käytettävän samoja suureita mitattaessa samaa asiaa. Fysiikassa käytetään SI-järjestelmän mukaisia suureita. Näin mittaustulokset eri puolilta maailmaa ovat keskenään vertailukelpoisia.

Perussuureita ovat suureet, joiden avulla voidaan ilmoittaa kaikki muut suureet eli johdannaissuureet. Yksikön edessä voidaan käyttää etuliitettä, jolloin muodostuu perusyksikön monikerta. Esimerkiksi kaksi kilometriä (2 km) on kaksituhatta metriä (2000 m).

Mallintamista käytetään hyödyksi ilmiöiden ja asioiden selittämisessä. Mallintamisella tarkoitetaan sitä, että fysiikan ilmiöstä tehdään helpommin ymmärrettäviä mallin avulla. Malli ei ole niin sanotusti koko totuus asiasta, mutta se auttaa ymmärtämään ilmiön taustalla olevaa fysiikkaa. Mallintamista tehdään esimerkiksi, kun oppilaat laitetaan esittämään aineen rakennehiukkasia tai kun opettaja näyttää älytaulun avulla, miten virtapiiri toimii.