“我们力图尽快证明自己错了，只有这样我们才能进步。”——理查德·费曼
除了我们所熟悉的数理化学科之外，理学的研究范围涵盖许多科学门类。在泰晤士高等教育的分类中，理学包括了以下几个专业：
数学和统计学
物理学和天文学
化学
地理学、环境科学、地球科学和海洋科学
泰晤士高等教育在对全世界1370所大学的排名中，列出了物理、数学、化学及相关理学学科的最佳大学。
美国大学在该排名中占据164个席位，并且在前10名中占据主导地位。前10名中仅有3所是非美国高校，分别是英国的牛津大学和剑桥大学、以及瑞士的苏黎世联邦理工学院。
值得一提的是，瑞士是世界上最大的粒子物理实验室——欧洲核子研究组织（Cern）的总部所在地，其在此排名中表现出色，共9所高校榜上有名，其中6所位列世界前200位。
在理学领域最顶尖的200所大学中，其他表现出色的国家和地区包括：英国（23所）、德国（20所）、中国大陆（15所）、澳大利亚（13所）、荷兰（8所）、法国和韩国（各7所）。
2024年泰晤士高等教育世界学科排名是基于2024年世界大学排名的数据所编制的，该排名是评估世界上科研密集型大学最全面、严谨且平衡的是世界大学排名之一。
学科排名表采用相同的 18 项表现指标，分为5大一级指标：教学、研究质量、研究环境、国际展望与产业。
理学排名的权重为：
教学：学习环境 - 26.8%
研究环境：论文产出、研究收入和研究声誉 - 26.5%
研究质量：研究实力、研究影响力和卓越研究 - 35.2%
国际展望：国际学术人员、国际学生和国际合著 - 7.5%
产业：来自行业的研究收入、专利 - 4%
【2024年度理学学科最佳大学 Top 5】
5. 剑桥大学｜University of Cambridge
剑桥大学的理学研究与教育几乎贯穿了大学的历史——这一定要归功于艾萨克·牛顿，这位世界历史上最伟大的科学家之一。他在三一学院获得了本科与硕士学位，又在剑桥任教超过了20年。
在牛顿之后，剑桥大学在数学和物理学方面的教育也培养出了众多人才：麦克斯韦（电磁场理论、麦克斯韦方程组）、威廉·汤普森（即开尔文男爵，热力学温标的发明人）、
戈弗雷·哈罗德·哈代（哈代-温伯格定律、《一个数学家的辩白》），以及一位在学术成就上堪比牛顿的物理学家——斯蒂芬·霍金。
剑桥大学也因为这一传统优势学科，斩获了总计12个菲尔兹奖。更令人印象深刻的是，“隔壁”物理系总计收获了37个诺贝尔物理学奖——在全球大学中首屈一指。
剑桥大学的物理系，即卡文迪许实验室，由上文提到的麦克斯韦建立，并以英国物理学家和化学家亨利·卡文迪许的名字命名。卡文迪许最早提出了理论上的库仑定律和欧姆定律，后来由分别被库伦和欧姆两位科学家通过实验证明。他还通过扭秤实验在18世纪就第一次准确求得了万有引力常数。
卡文迪许实验室的研究跨越了7个不同方向，从量子器件与测量到高能物理学、天文学和生化物理学。他们也同时与许多研究组织及产业伙伴展开合作，包括了与罗尔斯·罗伊斯和EDF能源合作的核能研究所，以及与日立合作的微电子和光电研究所，和与东芝合作的半导体物理学研究所。
4.麻省理工学院｜Massachusetts Institute of Technology (MIT)
在过去的几年里，从麻省理工学院走出的物理学专业毕业生比美国任何其他大学都多。因此其物理系规模相当之大，现有教职工75人，本科生近300人，研究生近300人。
自1998年以来，已有四位麻省理工学院物理专业的校友因其科研成果而获得了诺贝尔奖。值得一提的是，麻省理工大一的物理学课程采用一种被称为“技术辅助式主动学习(Technology Enabled Active Learning)”的方式进行授课。
而作为麻省理工学位基础课程的一部分，所有学生都要上数学课，而且许多人选择主修或辅修数学。数学专业研究生可以获得应用数学或纯数学学位，其中应用数学专业的学生被鼓励选修其他科系的课程，譬如工程学，以将数学研究和原理应用到相关专业中。
作为世界上公认的顶级化学系之一，麻省理工学院的化学系在教育和研究方面都为学生们铺平了道路，其辉煌的历史与麻省理工学院的卓越传统是一致的。
目前有超过65位化学本科学生、235位研究生和120位博士生和访问学者。化学系的教学和研究跨越了广泛的学术方向，包括化学生物学、无机化学、有机化学和物理（实验和理论）化学。而跨专业领域，如环境和大气化学、材料化学和纳米科学也包括在内。
3.斯坦福大学｜Stanford University
斯坦福大学约一半的本科生至少选修一门物理学课程作为他们专业课程的一部分。这些课程对理工科专业的学生来说是必不可少的培训课程。
除了高度专业化的课程外，该系还提供针对非技术专业学生的入门课程。从应用物理学到生物物理化学，有许多学科可供物理科学专业学生学习。完成博士课程大约需要6年时间。
斯坦福大学的化学专业也很受欢迎，专门为物理和数学背景较强的学生开设了化学物理学专业课程。化学系的部门研究小组专注于物理和合成化学的核心方面，而其他研究小组则在材料科学、能源科学、催化、神经科学、化学生物学和生物物理学的领域中探索开放性问题。
斯坦福大学的学生可以主修或辅修数学，并有机会参加一年一度的数学竞赛，成绩优异的学生将获得现金奖励。
本科学生在学习之外，还可以参加为期10周的本科数学研究项目SURIM，与学院教职员工共同研究综合数学问题。研究生和博士生则会在斯坦福数学研究中心展开学习和研究。
2.哈佛大学｜HarvardUniversity
哈佛大学的理学院系主要隶属于文理学院（Faculty of Arts and Sciences），分属于科学学院与工程及应用科学学院。科学学院具有21个科研院系和研究中心，负担了哈佛大学特色的通识教育中，数学与数理分析、生命科学及物理科学三个重要板块的教学工作。
哈佛大学的物理学院建立了世界第一个黑洞研究中心——这一研究中心集结了大学的数学、物理学、天文学、哲学和科学史领域的超过70位研究人员，并且与史密松天体物理台合作建立天体物理中心。
另外一个在哈佛理学研究中备受瞩目的领域是新兴的交叉学科——定量生物学。这一学科是生命科学、物理学、数学和工程科学的综合体，通过技术与数学模型解释生命物质的行为，使用新方法寻找生物系统的整体规律。这一学科也积极鼓励学生们参与学习，提供了生物信息学、单细胞分析、RNA测序与表达和DNA测序与变异检测等面向本科生的课程。
哈佛大学也在2018年启动了哈佛量子计划，倡议大学组织汇聚起一个新的科学团体，加速量子科学的研究和教育，为下一代高速计算、互联网和超精密传感器所需的材料和设备开发积累研究成果——这一倡议号召大学、政府实验室、科技公司和初创企业共同合作与努力进行基础科学的研究。
1.加州理工学院｜California Institute ofTechnology (Caltech)
加州理工学院的物理学、数学和天文学学院可以为学生们提供极具竞争力的科学教学与研究。教职员中有74位诺贝尔奖得主，有4位担任过美国空军首席科学家，还有71位得过美国国家科学奖章。
物理学研究是高度跨学科的，经常与应用物理学、天体物理学、行星科学、工程学、化学和生物学等学院的科学家，以及与其他大学和实验室的学者们合作完成。
天文学系的主要任务有两个方面：进行天文学和天体物理学的尖端研究，包括理论、观察和实验，以及本科生和研究生实验和培训博士后研究人员。天文学系位于加州理工学院校园内的卡希尔天文学和天体物理学中心。
数学系则汇集了对数字的使用和分析有浓厚兴趣和渊博知识的教师、研究人员和学生。数学系的成员在从数学物理学，到几何学和拓扑学等领域的交叉点上进行研究。他们因在代数和数学逻辑领域的深刻见解而闻名。
2024年泰晤士高等教育世界学科排名：理学学科排名请查阅下图
