物理学はほかの自然科学と密接に関係している。物理学で得られた知見が非常に強力なために他の自然科学の分野の問題の解決に寄与することも多く、生物学、医学など他の分野との連携も進んでいる。
特に化学とは分子科学と分子がバルク中で形成する化学化合物の科学と関係深い。化学反応は理論的には、量子力学、熱力学、電磁気学などの多くの物理分野に基づいて記述されうる。実際に量子力学に基づいて化学反応の原理を解き明かす量子化学という分野が存在する。
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生物学においても、生物の骨格や筋肉を力学的に考察したり、遺伝子レベルでの解析や進化の物理的考察を行う分子生物学がある。
地球科学においても地球を物理的な手法を用いて研究する地球物理学があり、地震学・気象学・海洋物理学・地球電磁気学等は地球物理学の代表的な分野であるといえる。
今日の物理学は自然科学のみならず人文科学・社会科学とも密接に関係している。人文科学においては哲学との学際領域に自然哲学があり、自然哲学から今日の哲学と自然科学が分離したという見方もある。また、心理学も精神物理学を通じて物理学と密接に関係しているといえる。
社会科学においては中学校・高等学校における教科としての物理は教育学と密接に関係しており、経済現象を物理的に解明する経済物理学は経済学との学際的分野であるといえる。