Tieteessä tehdyt löydöt tehdään niin kokeiluprosessin kautta. Fysiikka, joka on energian ja aineen tutkimus, ei ole erilainen. Tietoa, joka edistää fysiikan tiedettä, saadaan tieteellistä menetelmää noudattaen, johon kuuluu kokeiden suorittaminen hypoteesin todistamiseksi. Useimmiten nämä kokeet suoritetaan fysiikan laboratoriossa, jota yleisemmin kutsutaan fysiikan laboratorioksi. Fysiikan laboratorioita käyttävät myös opiskelijat, jotka oppivat tieteestä esittelemällä fysiikan laboratoriossa.
Fysiikka on ensisijaisesti kiinnostunut siitä, miten liike, valo, lämpö ja voima ovat vuorovaikutuksessa energian ja aineen kanssa, joten fysiikan laboratoriossa on erilaisia välineitä, joita käytetään tällaisten kokeiden suorittamiseen. Niissä on yleensä paino- ja mittausvälineitä, kuten lasiset dekantterilasit, koeputket ja vaa’at. Paino- ja mittauskohteiden lisäksi käytetään lukuisia muita esineitä, kuten lämpölamppuja, linssejä, magneetteja, kaltevia tasoja, palloja, heilureita ja kaikenlaisia esineitä, joita tutkija tarvitsee kokeilunsa suorittamiseksi.
Fysiikan laajoja kattoja ovat optiikka, sähkö ja magnetismi, mekaniikka, akustiikka, ydin- ja moderni fysiikka sekä termodynamiikka. Näillä tieteenaloilla on yli 20 osa-aluetta, kuten astrofysiikka, biofysiikka, geofysiikka ja ydinfysiikka. Tämän laajan valikoiman vuoksi fysiikan laboratoriossa voi olla myös kehittyneempiä laitteita, kuten spektroskoopit, sähkömagneetit, teleskoopit ja mikroskoopit.
Fysiikan laboratorion rakenne ja toiminta ovat muuttuneet vuosien varrella. Tietokoneiden ja erittäin kehittyneiden tietokoneohjelmistojen keksimisen myötä nykyaikaiset fysiikan laboratoriot antavat tutkijoille mahdollisuuden suorittaa monimutkaisia tietokonesimulaatioita osana laboratoriokokeita. Tietokonesimulaatiot antavat tiedemiehelle työkaluja todellisten tapahtumien simulointiin, toisin kuin perinteinen laboratoriokokeilu, joka simuloi vain käsitteitä, jotka tarvitsevat todellista sovellusta järkeväksi. Simulaatiot suoritetaan luomalla tarkkoja matemaattisia malleja tapahtumista, joita voidaan tutkia.
Tietokonesimulaatioiden käyttö on luonut dichotomian fysiikan alalla. Niitä, jotka käyttävät simulaatioita hypoteesiensa todistamiseen, kutsutaan teoreettisiksi fyysikoiksi, kun taas niitä, jotka haluavat suorittaa klassisen fysiikan kokeita fysiikan laboratoriossa, kutsutaan kokeellisiksi fyysikoiksi. Vielä 21. vuosisadalle asti kokeelliset fyysikot ovat menestyneet eniten, mutta tekniikan kasvaessa tietokonemallit ja simulaatiot ovat muuttuneet tarkemmiksi, mikä auttaa teoreettisia fyysikkoja menestymään paremmin. Vaikka ajattelukouluja on kaksi, ne ovat molemmat tärkeitä fysiikan kehitykselle, koska usein kokeilija löytää selittämättömiä ilmiöitä, jotka voidaan selittää yhteistyöllä teoreetikon kanssa.