Teoretična fizika je veja področja fizike, ki se ukvarja z matematičnimi razlagami naravnih dogodkov. Številne discipline v fiziki spadajo pod okrilje teoretične fizike, ker vključujejo oblikovanje formul, ki jih morda ni mogoče empirično preizkusiti. Raziskovalci na tem področju razmišljajo o nekaterih zelo zapletenih problemih in vprašanjih, na primer o tem, kako se je vesolje razvilo.
Fizika je zanimiva veja znanosti, saj pogosto vključuje razvoj teorij, ki jih ni mogoče preizkusiti z eksperimentalnim modelom, kar je v nasprotju z eno od temeljnih zapovedi empirične znanosti. Znanstveni raziskovalci običajno želijo razviti teorijo, oblikovati eksperiment, ki bo preizkusil to teorijo, izvesti eksperiment in objaviti rezultate. V teoretični fiziki raziskovalci razvijajo teorije, vendar jih ne morejo preizkusiti. To ločuje teoretično fiziko od eksperimentalne fizike, v kateri raziskovalci načrtujejo in izvajajo eksperimente za raziskovanje svojih teorij.
Ker teoretične fizike ni mogoče podpreti z uporabo eksperimentov, se raziskovalci zanašajo na druga orodja, da ugotovijo, ali so njihove teorije točne ali ne. Teorija bi morala biti sposobna natančno napovedati ali razložiti fizične pojave, na primer, in mora biti podprta z znanimi opazovanji. V idealnem primeru bi morala biti tudi teorija čista in urejena, z nekaj teoretične fizike, ki se strinja z idejo Occamove britvice in verjame, da je najenostavnejša razlaga najboljša. Teorije bi morale vzdržati tudi živahne razprave in razprave, pri čemer si teoretični fiziki nenehno izmenjujejo ideje in kritike, da bi izboljšali svoje področje znanosti.
Nekatere teorije na tem področju so bile splošno sprejete in jih rutinsko poučujejo v učilnicah, uporabljajo v raziskavah fizike in uporabljajo v industrijah po vsem svetu. Tekoče raziskave teh teorij se nadaljujejo, saj želijo znanstveniki v celoti raziskati vse vidike teoretične fizike. Predlagane so bile druge teorije in se zdijo verjetne, vendar niso bile v celoti podprte ali zahtevajo več raziskav, najnovejše teorije pa se štejejo za »obrobne teorije«, ki zahtevajo veliko več raziskovanja, razprave in opazovanja.
Sir Isaac Newton velja za pionirja na področju teoretične fizike, tako kot Albert Einstein. Oba fizika sta se odlikovala z logičnimi preskoki, ki so včasih kljubovali znanim informacijam ali opažanjem in zahtevali visoko teoretični pogled na svet. Newtonovo delo je celo vključevalo znatno razširitev matematičnega jezika računanja, da je lahko izrazil svoje teorije. Teoretični fiziki se tudi slavno ukvarjajo z miselnimi eksperimenti, v katerih raziskujejo svoje ideje v svojih glavah, brez uporabe laboratorija.