Odkritja v znanosti so narejena s postopkom eksperimentiranja. Fizika, ki preučuje energijo in snov, ni nič drugačna. Znanje, ki pospešuje fizikalno znanost, se pridobi z upoštevanjem znanstvene metode, ki vključuje izvajanje eksperimentov za dokazovanje hipoteze. Najpogosteje se ti poskusi izvajajo v fizikalnem laboratoriju, bolj pogosto imenovanem fizikalni laboratorij. Laboratorije za fiziko uporabljajo tudi študenti, ki spoznavajo znanost z demonstracijo v fizikalnem laboratoriju.
Fizika se ukvarja predvsem s tem, kako gibanje, svetloba, toplota in sila medsebojno delujejo z energijo in snovjo, zato ima fizikalni laboratorij različne instrumente, ki se uporabljajo za izvajanje tovrstnih eksperimentov. Običajno so opremljeni s predmeti za težo in meritve, kot so steklene čaše, epruvete in tehtnice. Poleg tehtnih in merilnih predmetov se uporabljajo številni drugi predmeti, kot so toplotne svetilke, leče, magneti, nagnjene ravnine, kroglice, nihala in vse vrste predmetov, ki jih znanstvenik potrebuje za izvedbo svojega eksperimenta.
Discipline znotraj širšega dežnika fizike so optika, elektrika in magnetizem, mehanika, akustika, jedrska in sodobna fizika ter termodinamika. Znotraj teh disciplin je več kot 20 poddisciplin, kot so astrofizika, biofizika, geofizika in jedrska fizika. Zaradi tega širokega obsega ima lahko fizikalni laboratorij tudi bolj izpopolnjeno opremo, kot so spektroskopi, elektromagneti, teleskopi in mikroskopi.
Zasnova in funkcija fizikalnega laboratorija se je skozi leta spreminjala. Z izumom računalnikov in visoko sofisticirane računalniške programske opreme sodobni fizikalni laboratoriji omogočajo znanstvenikom, da izvajajo zapletene računalniške simulacije kot del laboratorijskih eksperimentov. Računalniške simulacije dajejo znanstveniku orodja za simulacijo resničnih dogodkov, za razliko od tradicionalnega laboratorijskega eksperimenta, ki bo simuliral samo koncepte, ki potrebujejo uporabo v resničnem svetu, da bi imeli smisel. Simulacije se izvajajo z ustvarjanjem natančnih matematičnih modelov dogodkov, ki jih je mogoče preučevati.
Uporaba računalniških simulacij je ustvarila dihotomijo na področju fizike. Tisti, ki uporabljajo simulacije za dokazovanje svojih hipotez, se imenujejo teoretični fiziki, medtem ko se tisti, ki se odločijo za izvajanje eksperimentov klasične fizike v fizikalnem laboratoriju, imenujejo eksperimentalni fiziki. Do 21. stoletja so imeli največ uspeha eksperimentalni fiziki, z rastjo tehnologije pa so postajali računalniški modeli in simulacije natančnejši, kar je pomagalo teoretičnim fizikom, da so bolj uspešni. Čeprav obstajata dve šoli mišljenja, sta obe pomembni za napredek fizike, saj bo eksperimentalist velikokrat našel nepojasnjene pojave, ki jih je mogoče razložiti s sodelovanjem s teoretikom.