Теоретична фізика розділ фізики, який використовує математичні моделі і абстракції фізичних об'єктів і систем раціоналізації, пояснювати і передбачати явища природи. Це на відміну від експериментальної фізики, яка використовує експериментальні інструменти, щоб досліджувати ці явища.
Розвиток науки в цілому залежить від взаємодії між експериментальними дослідженнями і теорією. У деяких випадках, теоретична фізика дотримується стандартів математичної строгості, даючи невелику вагу для експериментів і спостережень. Наприклад, при розробці спеціальної теорії відносності, Альберт Ейнштейн був стурбований перетворенням Лоренца, зліва інваріантними рівняння Максвелла, але, мабуть незацікавлених в експерименті Майкельсона-Морлі на дрейф Землі через світлоносного ефіру. [Правити] З іншого боку, Ейнштейн був нагороджений Нобелівська премія для пояснення фотоефекту, раніше експериментальний результат не вистачає теоретичну формулювання.