学术型研究生
光学：本方向面向国家在矿物资源高技术应用、复合光功能材料研制、新型光源开发、激光检测等重大战略需求，开展矿物发光材料、复合光功能材料、超快脉冲涡旋激光以及原子、分子层面的分子超快结构等基本科学问题与关键技术应用研究。
凝聚态物理：本方向面向纳米光学、计算凝聚态物理、纳米功能材料等应用的实际需求，开展金属纳米颗粒的光学特性研究、超流费米气体中两维孤子的动力学分析、电子束与微纳材料相互作用计算模拟研究、新型纳米光学材料的光学温度传感特性研究。
理论物理：本方向面向国家在量子信息理论与量子光学领域重大战略需求，在量子信息理论、量子光学等方面开展基础研究工作。主要研究光子-物质相互作用及其量子操控的先进技术，新奇光量子态的构造、控制和测量、量子光学精密测量、开放量子体系、固态及光学量子信息处理等方面研究。
无线电物理：本方向面向新工科产业发展的实际需要，主要开展面向光电信息处理、嵌入式系统开发设计与应用技术，智能信息处理、电磁场与微波技术应用与检测等方面的理论和应用研究。
原子与分子物理：本方向瞄准满足国家科技重大需求和国际前沿，在前沿研究和国家需求中形成了原子分子结构、分子光谱光谱、分子激发态动力学过程、飞秒超快过程等方面的理论和应用研究。
课程与教学论（物理）：本方向培养具有良好思想政治道德素质和现代教育理念，掌握系统专业理论，拥有独立从事物理教育教学和研究能力的“有知识、有见识、有能力”的适应社会发展需求的中学物理骨干教师和研究人员。
专业型研究生
学科教学（物理）：本方向培养具有现代教育观念和教育、教学能力，高水平中学物理教学的骨干教师。掌握基础教育课程改革的新理念、新内容和新方法，能解决教育教学中存在的实际问题，能胜任中学物理教育教学、教研和管理工作的专业型中学物理骨干教师和研究人员。
通信工程：本方向面向新一代通信技术和信息技术新工科产业化应用需求，主要开展信号检测与模式识别、实时信号处理、无线通信系统信号调控、无线传感器网络感知数据的管理与传输，微型化智能传感器与压电驱动控制，嵌入式系统软硬件协同，弱信号检测及自动测试系统、嵌入式系统的设计实现等领域的理论和应用技术研究。