物理学科肇始于20世纪中期学校设立的基础部物理教研室，经历物理系、理学院物理学科、物理与光电工程学院物理学科等阶段，2022年成立物理学院。

物理学科的先辈们在国内率先开展了无线电物理教学和科研活动，是全国最早建立无线电物理专业的院校之一。研发了国内第一部毫米波通信样机。目前，学院设有物理学博士和硕士学位授权一级学科以及物理学博士后科研流动站。有应用物理学（“双万计划”国家一流）、电子信息科学与技术（“双万计划”国家一流）、电波传播与天线（“双万计划”国家一流，国防特色紧缺专业）、量子信息科学4个本科专业，承担着全校《大学物理》和《大学物理实验》平台课程的建设任务。现有国家高等学校学科创新引智计划“复杂环境光电信息感知科学与技术学科创新引智基地”1个，复杂环境光电信息感知教育部重点实验室1个，信息纳米材料陕西省高校工程研究中心1个，省级实验教学示范中心3个，省级人才培养模式创新试验区2个，陕西省研究生联合培养示范工作站1个，国家级一流课程1门，省级精品资源共享课程5门，设有国家级野外观测站：国防科工委电波观测网——西安观测站。近年来荣获国家级教学成果二等奖、陕西省教学成果特等奖等省部级以上教学奖项多项，荣获国家级和省部级科技成果奖百余项。2022年物理学进入全球ESI排名前1%。

学院培养的毕业生中涌现出了中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士王中林，中国科学院院士武向平，中国工程院院士于全等一大批行业领军人物、技术骨干及数十位高校院所领导，数百位创业成功人士，为国家建设和社会进步作出了重要贡献。

物理学院坚持“强基固本、突出特色、追求卓越”的发展理念，坚持“信息物理、理工交融”的办学特色，坚持“学科强院、人才兴院、教学立院、开放建院”办院方针，秉承“增量发展、带动存量、物理+”的原则，在人才培养、科学研究和交流合作等方面形成一个可持续发展的、极具吸引力的物理学科，力争将学院建设成为国内工科院校中的标杆物理学院之一。