Le Département de Physique de l'Ecole Polytechnique est un Département d'Enseignement-Recherche (DER), qui assure de nombreuses missions d'enseignement à la fois dans le
cursus polytechnicien et dans les programmes de
masters, et qui rassemble
neuf laboratoires, couvrant un large spectre de recherches aux frontières de la physique et de ses interfaces. Le Département est fortement impliqué dans les développements actuels du Plateau de Saclay, dont on retrouve les objectifs dans les quatre «
Pôles Thématiques » du Département.
L'ensemble des enseignements (cours magistraux, séances d'exercices et de travaux pratiques) sont pris en charge par des scientifiques confirmés, possédant une réputation internationale bien établie dans leur domaine. Les étudiants ont ainsi la possibilité d'être en contact, en petits groupes, avec les meilleurs experts du sujet enseigné. Cette pratique diffère de l'organisation universitaire classique, qui confie cette tâche à des enseignants plus jeunes (en France) ou à des étudiants de doctorat (aux USA par exemple).

Les chercheurs des neuf laboratoires de physique de l'Ecole contribuent activement à l'enseignement, mais ces laboratoires ne couvrent pas tous les domaines qu'il importe d'enseigner en vue d'une maîtrise de la science et de la technologie modernes. Un enseignement de haut niveau dans tous les domaines de la physique est alors garanti par le recrutement des meilleurs spécialistes exerçant dans d'autres institutions. Les
enseignants du département sont ainsi rattachés, pour leurs recherches, à l'ensemble des grandes institutions françaises et étrangères de recherche en physique. Actuellement, la moitié des 18 professeurs et professeurs associés effectuent leurs recherches sur le campus de l'Ecole, tandis que la grande majorité des « professeurs chargés de cours » sont implantés dans d'autres institutions de recherche, souvent en Ile de France. A l'inverse, et pour établir des liens étroits entre les laboratoires où les étudiants s'initient au travail expérimental et les laboratoires de recherche de l'École, la plus grande partie des enseignants encadrant les travaux expérimentaux sont des chercheurs du campus.