Fysiikka
Fysiikkaa jaotellaan tavallisimmin sen historiallisen kehityksen pohjalta erinäisiin osin toisiinsa limittyviin tutkimusaloihin. Tärkeimpiä niistä ovat vanhastaan olleet mekaniikka, sähköoppi, lämpöoppi, optiikka ja akustiikka, joiden ohella 1900-luvulla tärkeiksi tutkimuskohteiksi tulivat atomifysiikka, ydinfysiikka, hiukkasfysiikka ja tiiviin aineen fysiikka. Tätä jaottelua käytetään muun muassa fysiikan opetuksessa. Osa-alueita muodostuu myös tietyn mittakaavan tai menetelmän perusteella, kuten laskennallinen fysiikka tai astrofysiikka. Itse fysikaaliseen tietämykseen ja siten luontoon pohjautuvaa jaottelua ei ole.
Astrofysiikka
Alun perin astrofysiikalla tarkoitettiin tähtien rakenteen tutkimusta, mutta nykyään termi kattaa suurin piirtein kaikki nykyaikaisen tähtitieteen tutkimusalat lukuun ottamatta taivaanmekaniikkaa ja positioastronomiaa. Tähtitieteilijää nimitetään usein etenkin englanninkielisillä alueilla tutkimusalasta riippumatta astrofyysikoksi. 
Astrofysiikan syntyyn vaikutti ratkaisevasti saksalaisen optikon ja fyysikon Joseph von Fraunhoferin vuonna 1814 havaitsemat tummat viivat Auringon spektrissä. Noin vuonna 1860 havaittiin, että tummien viivojen aallonpituudet vastasivat laboratoriossa eri alkuaineita polttamalla aikaansaatuja spektriviivoja. Tämä havainto mahdollisti ensi kertaa taivaankappaleiden kemiallisten ominaisuuksien tutkimisen.