物理学院由原湖南医科大学、长沙铁道学院及中南工业大学的物理学科及部分电子学科于2002年合并组建而成，原名为物理科学与技术学院，2011年更名为物理与电子学院，2023年更名为物理学院。学院下设应用物理系、光电信息系、超微结构与超快过程研究所、量子物理研究所、大学物理中心和综合办公室。学院坐落于新校区物理大楼。

坚持人才强院战略，师资力量雄厚。学院现有教职工118人，其中专任教师93人，含教授36人，副教授36人，讲师21人。教师中有国家级特聘教授1人，国家四青人才8人，教育部新世纪优秀人才3人，以及湖南省芙蓉学者特聘教授、湖南省百人计划、湖南省杰出青年基金获得者30余人，科睿唯安高被引科学家2人，爱思唯尔高被引学者4人。拥有湖南省基础物理教学团队。

坚持内涵式发展，学科建设稳步推进。拥有物理学一级学科博士学位授权点，物理学博士后科研流动站，自主设置了电子材料与器件、光电子科学与技术二级学科博士点与冶金与环境学院等共建新能源与储能工程交叉学科硕士、博士学位授权点，与电子信息学院、计算机学院等共建电子信息专业硕士学位授权点、电子信息工程博士学位授权点。2018年物理学成为湖南省双一流培育学科，2020年7月物理学科进入全球ESI前1%，成为学校19个ESI前1%学科之一，2021年物理学学位点国际评估为优秀。

创新人才培养模式，培养质量持续提升。学院以立德树人为根本，以学生为中心，以“价值塑造、知识传授、能力培养、智慧启迪”为人才培养理念，加强课程思政建设和创新创业能力培养。学院设有应用物理学(理学)、光电信息科学与工程(工学)2个本科专业，2020年，应用物理学获批国家一流建设专业、光电信息科学与工程获批湖南省一流建设专业。现有全日制在校学生1077名，其中本科生623人、研究生454人。积极开展拔尖人才培养探索，从2012年起，开设物理科学班，从2019年起，开设应用物理拔尖人才培养实验班，2020年应用物理学强基班开始招生，2019年应用物理学成为湖南省物理拔尖学生培养基地，2021年，应用物理学获批国家基础学科拔尖学生培养2.0基地。毕业生质量高，就业形势好，本科生就业率超过95%，研究生就业率100%。近三年连续获得中南大学就业工作先进单位。

大力加强平台建设，办学条件不断改善。拥有国家工科物理教学基地、国家物理实验教学示范中心、国家虚拟仿真教学中心3个国家级教学平台，有大学物理、物理实验和固体物理3门国家精品课程(国家网络资源共享课程)，以及大学物理国家双语示范课程，“低温强场下磁性材料的磁特性测试与微观结构表征虚拟仿真实验”入选国家虚拟仿真项目，“大学物理B”、“信号与系统”、“电磁学”、“大学物理(线上)”获批国家一流课程。拥有超微结构与超快过程、纳米光子学与器件2个湖南省重点实验室，纳米银线透明导电薄膜湖南省工程技术研究中心。教学科研实验室1.2万平方米，各种先进的仪器设备价值约1.2亿元。

科研势力不断增强，高水平成果不断涌现。年均发表高质量论文450多篇，年均进校科研经费近2000万元，年均获得授权专利40余项；高水平论文成为新亮点，2022年发表PRL论文3篇，NI指数期刊论文50多篇。

国际化办学程度不断提高，对外交流与合作不断拓展。已与哈佛大学、麻省理工学院、劳伦斯伯克利国家实验室、罗切斯特大学、新加坡国立大学、多伦多大学、澳大利亚国立大学、东京工业大学、德国于利希研究中心、德国拜罗伊特大学、西班牙瓦伦西亚大学、丹麦技术大学、韩国成均馆大学、台湾科技大学、香港中文大学等国(境)外20余所知名高校开展了长期稳定的合作关系。同国内外多所大学建立了交流合作和人才培养关系，每年互访的学者达100余人次。

开展对口援疆，社会服务创佳绩。从2010年开始，学院对口支援新疆大学物理科学与技术学院，采取派遣副院长、学术带头人和主讲教师等多种形式，支援新疆大学物理科学与技术学院开展学科建设、科学研究、人才培养和社会服务工作。

弘扬“格物致理，创新笃行”的院训。走人才强院，教学立院，科研兴院，理工结合，特色发展之路，努力把中南大学物理学院建设成为国内一流、国际上有影响的学科和优秀人才培养基地。