Oddělení fyziky se odborně zaměřuje především na tvorbu učebních textů, moderní formy výuky fyziky a astronomie a analýzu problematických oblastí školské fyziky. Tradičně je oddělení činné v popularizaci fyziky i astronomie formou veřejných přednášek či vystoupení. Členové oddělení též podporují fyzikální talenty – pořádají přednášky, Fyzikální olympiády, Fyzikální kempy a působí v Dětské univerzitě.
Oddělení připravuje učitele fyziky pro 2. stupeň základních škol a pro střední školy. Vědecká činnost je orientována na modernizaci metod a forem výuky fyziky na základních, středních a vysokých školách. Další oblastí působení je aplikace virtuální realit ve vzdělávání. Pracovníci se zabývají také identifikací kritických a dynamických míst kurikula.