A Fizikai Tudományok Doktori Iskolában az erős elméleti háttér mellett nemzetközi szintű laboratóriumi felszereltség biztosítja a szilárdtestfizikai, optikai és nukleáris technikai képzés színvonalát. A kutatási területek részletes ismertetését a Képzési Terv tartalmazza. Ebben aktuális kutatási területek szerepelnek, mint pl. nanofizika, spintronika, magneto-optika, felületfizika, lézerfizika, komplex hálózatok, orvosi fizika. Komoly hagyományokra támaszkodnak az alkalmazott optikai kutatások, és az országban egyedül itt folyik reaktorfizikai PhD képzés.

A doktori iskola működésének feltételeit a TTK Fizikai Intézet és a Nukleáris Technikai Intézet tanszékei, az MTA-BME Kondenzált Anyagok Fizikája kutatócsoport, négy Lendület kutatócsoport, valamint az együttműködő MTA kutatóintézetek biztosítják. A szilárdtestfizkai kísérleti kutatásokat Tokiói Egyetem mintaelőállítói és a Bázeli Egyetem nanotechnológiai eszköztára is segíti, a mindennapi kapcsolatot éppen a közös projekten kutató PhD hallgatóink gyakori látogatása tartja fenn.

Az oktatásban – a tantermi előadásokon kívül – fontos szerepet töltenek be a rendszeres szakmai szemináriumok (egyetemi és kutatóintézeti), valamint a hazai és nemzetközi nyári iskolák. A korszerű kutatási feltételeket kizárólag a pályázati forrásokból végzett fejlesztések biztosítják. Az egyetemi kísérleti laboratóriumok közül kiemelendő az Atomfizika Tanszék felületfizikai és optikai laboratóriuma, valamint a Fizika Tanszék nanofizikai, molekuláris elektronikai, magneto-optikai, NMR és ESR laboratóriuma. Európai szinten unikális a Nukleáris Technikai Intézet oktatóreaktora.