La física teórica es una rama de la física que emplea modelos matemáticos y las abstracciones de objetos físicos y los sistemas de racionalizar, explicar y predecir fenómenos naturales. Esto está en contraste con la física experimental, que utiliza herramientas experimentales para investigar estos fenómenos.
El avance de la ciencia en general, depende de la interacción entre los estudios experimentales y la teoría. En algunos casos, la física teórica se adhiere a los estándares de rigor matemático mientras que da poca importancia a los experimentos y observaciones. Por ejemplo, mientras que el desarrollo de la relatividad especial, Albert Einstein estaba preocupado por la transformación de Lorentz, que deja las ecuaciones de Maxwell invariante, pero fue aparentemente desinteresado en el experimento de Michelson-Morley sobre la deriva de la Tierra a través de un éter lumínico. [Cita requerida] Por el contrario, Einstein fue galardonado con el Premio Nobel para explicar el efecto fotoeléctrico, previamente un resultado experimental que carecen de una formulación teórica.