Las Actividades de Investigación que se llevan a cabo en el Departamento abarcan numerosas áreas: Física Teórica de Partículas Elementales Física Experimental de Partículas Elementales Física Nuclear Astrofísica computacional Astrofísica galáctica y extragaláctica Cosmología Astropartículas Fundamentación de la Mecánica Cuántica Neurociencia computacional Historia de la Ciencia Además del profesorado permanente, el departamento cuenta con un gran número de jóvenes doctores y doctorandos , así como numerosos investigadores visitantes de otras instituciones nacionales e internacionales. Las actividades docentes de los profesores del departamento abarcan tanto los niveles de Licenciatura y nuevos grado como los estudios de postgrado, mayoritariamente en las titulaciones de Física, aunque también se imparten algunas asignaturas de las Licenciaturas y grados de Química y Biología. A nivel postgraduado, el Departamento está a cargo de dos Programas Oficiales de Postgrado de Física Teórica y Astrofísica (inter-universitario) y participa activamente en los de Biofísica y Física Nuclear (inter-universitario), todos ellos con “mención de calidad”. En promedio, una treintena de doctorandos se encuentran realizando su tesis doctoral en alguna de las áreas de investigación del departamento. El Departamento de Física Teórica mantiene una relación estrecha con el Instituto de Física Teórica del CSIC (IFT-CSIC) sito en el campus universitario de Cantoblanco.