Complexité
La physique s'est longtemps attachée à l'étude des systèmes bien définis et bien catégorisés, par exemple : les propriétés spécifiques des solides/liquides/gaz, les cristaux, les milieux homogènes, etc. Alors que dans la nature, beaucoup de systèmes sont difficilement rangeables dans ces catégories. Le prix Nobel français Pierre-Gilles de Gennes a été un des premiers à "s'attaquer à des problèmes de transition ordre-désordre dans des matériaux aussi complexes que les polymères, les gels, les cristaux liquides et plus récemment la matière granulaire". Désormais, la physique de la matière molle ou celle du tas de sable ont acquis leur noblesse dans la hiérarchie des problèmes de la physique.
Quantité
Le fait d'établir des relations quantitatives (c'est-à-dire permettant de calculer des grandeurs chiffrées) est un des fondements des sciences physiques modernes. Les progrès de celles-ci ont été en grande partie obtenus par la traduction des qualités abstraites des entités matérielles en des quantités physiques primaires en postulant que tous les corps matériels sont marqués par des propriétés physiques ou des dimensions physiques quantifiables, qui sont sujets à des mesures et/ou à des observations. En fixant les unités de mesure, les sciences physiques couvrent des quantités fondamentales telles que l'espace (longueur, hauteur, profondeur), le temps, la masse et la force, la température, l'énergie…