فیزیک هسته‌ای
بایستی بین فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای تفاوت قائل شد. فیزیک اتمی به بررسی ساختار اتم می‌پردازد و بیشتر اوقات می‌کوشد تا به آرایش الکترون‌ها پی ببرد و راهبردهای استفاده از الکترون به هر منظور را کشف و استفاده کند؛ ولیکن فیزیک هسته ای بر روی هسته اتم متمرکز است و سعی بر این دارد که از هسته که حاوی نوکلئون‌ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) و کوارک‌ها (ذرات کوچکتر درون پروتون‌ها و نوترون‌ها) است انرژی بدست آورد. البته کارهای دیگری نیز مانند تعیین نیمه عمر و … هستند که مخصوص فیزیکدانان هسته ای است. با این همه، اکثریت فیزیک اتمی و هسته ای را یکی می‌شمارند.
فیزیک نوین
در پایان سده نوزدهم میلادی تصور بر این بود که فیزیک کلاسیک می‌تواند با اطمینان تمام پدیده‌های فیزیکی را توجیه کند و حتی عقیده ماکس پلانک چنین بود که در زمینه فیزیک تمام کشفیات مهم انجام شده‌است؛ اما در آغاز سده بیستم دوره جالب و پرثمری در تاریخ دانش فیزیک پدید آمد؛ در این دوره، دانشمندان در شاخه‌های فیزیک اتمی و فیزیک هسته‌ای دستاوردهای قابل توجهی کسب کردند، که با استفاده از فیزیک کلاسیک توجیه پذیر نبود و معلوم شد که برای سازگار شدن رفتار الکترون‌ها و اتم‌ها با رفتار اشیای عادی اصول و مفاهیم کاملاً نوینی لازم است. نسبیت و مکانیک کوانتومی دو نظریه‌ای بودند که در آغاز سده بیستم از سوی آلبرت انیشتین، ورنر هایزنبرگ و دیگران ابراز شدند و بدین ترتیب، برای غلبه بر نارسایی‌های فیزیک کلاسیک در برخی زمینه‌ها فیزیک نوین به وجود آمد؛ فیزیک نوین در مباحث مربوط به پدیده‌های اتمی و هسته‌ای جانشین فیزیک کلاسیک شد، اما در مباحث مربوط به پدیده‌های ماکروسکوپی فیزیک کلاسیک هم چنان معتبر است و در واقع، حالت خاصی از دو نظریه جامع تر نسبیت و مکانیک کوانتومی است.