Theoretische Physik ist ein Teilgebiet der Physik, das sich der mathematischen Erklärung von Naturereignissen widmet. Viele Disziplinen innerhalb der Physik fallen unter die Theoretische Physik, weil sie die Entwicklung von Formeln beinhalten, die möglicherweise nicht empirisch überprüft werden können. Forscher auf diesem Gebiet beschäftigen sich mit einigen sehr komplexen Problemen und Fragen, wie beispielsweise der Entwicklung des Universums.
Die Physik ist ein faszinierender Zweig der Wissenschaften, weil sie oft die Entwicklung von Theorien beinhaltet, die nicht mit einem experimentellen Modell überprüft werden können, was gegen eine der Grundregeln der empirischen Wissenschaft verstößt. Wissenschaftliche Forscher möchten normalerweise eine Theorie entwickeln, ein Experiment entwerfen, das diese Theorie überprüft, das Experiment durchführen und die Ergebnisse veröffentlichen. In der theoretischen Physik entwickeln Forscher Theorien, können sie aber nicht testen. Dies trennt die theoretische Physik von der experimentellen Physik, in der Forscher Experimente entwerfen und durchführen, um ihre Theorien zu erforschen.
Da die theoretische Physik nicht durch Experimente unterstützt werden kann, verlassen sich Forscher auf andere Werkzeuge, um festzustellen, ob ihre Theorien richtig sind oder nicht. Die Theorie sollte in der Lage sein, beispielsweise physikalische Phänomene genau vorherzusagen oder zu erklären, und sie sollte durch bekannte Beobachtungen gestützt werden. Idealerweise sollte die Theorie auch sauber und ordentlich sein, mit etwas theoretischer Physik, die sich der Idee von Occams Rasiermesser anschließt und glaubt, dass die einfachste Erklärung die beste ist. Theorien sollten auch heftigen Diskussionen und Debatten standhalten, wobei theoretische Physiker ständig Ideen und Kritik austauschen, um ihr Wissenschaftsgebiet zu verbessern.
Einige Theorien auf diesem Gebiet sind weithin akzeptiert und werden routinemäßig in Klassenzimmern gelehrt, in der Physikforschung verwendet und in der Industrie auf der ganzen Welt angewendet. Die laufende Forschung zu diesen Theorien wird fortgesetzt, da Wissenschaftler alle Aspekte der theoretischen Physik vollständig erforschen möchten. Andere Theorien wurden vorgeschlagen und erscheinen plausibel, wurden jedoch nicht vollständig unterstützt oder erfordern mehr Forschung, und die neuesten Theorien werden als „Randtheorien“ betrachtet, die viel mehr Erforschung, Diskussion und Beobachtung erfordern.
Sir Isaac Newton gilt ebenso wie Albert Einstein als Pionier auf dem Gebiet der theoretischen Physik. Beide Physiker zeichneten sich dadurch aus, dass sie logische Sprünge machten, die manchmal bekannten Informationen oder Beobachtungen trotzten und eine hochtheoretische Sicht der Welt erforderten. Newtons Arbeit beinhaltete sogar eine wesentliche Erweiterung der mathematischen Sprache der Infinitesimalrechnung, damit er seine Theorien ausdrücken konnte. Theoretische Physiker betreiben auch bekanntermaßen Gedankenexperimente, bei denen sie ihre Ideen in Gedanken erforschen, ohne ein Labor zu benutzen.