Die teoretiese fisika of teoretiese natuurkunde is ’n tak van fisika wat handel oor die vorming van nuwe natuurkundige teorieë. Dit word onderskei van eksperimentele fisika, wat onder meer teorieë met behulp van eksperimente en toetse bevestig of weerlê, en die tegniese fisika, wat die bekende fisikawette toepas in apparate, soos masjiene, vliegtuie, energiesentrales ens. Daar is verskeie soorte teoretici in fisika. Fenomenologiese teoretici sal byvoorbeeld ’n patroon onder verskynsels in ’n reël of wet probeer saamvat. Fundamentele teoretici neem een of meer basisbeginsels aan en lei vervolgens af wat die gevolge van die beginsels is. ’n Goeie voorbeeld van laasgenoemde is die algemene relatiwiteitsteorie. Dit het ontstaan uit ’n paar basisbeginsels en daaruit is ’n hele wêreldbeeld afgelei wat later verskeie eksperimentele toetse deurstaan het. Naas teorievorming word ook bestaande teorieë in teoretiese fisika uitgebou. Op grond van die wette vir die gedrag van ’n elektron wat al lank gelede getoets en aanvaar is, sal die gedrag van elektrone in ’n bepaalde metaal bereken kan word. Dié afgeleide wette bevat geen nuwe basisbeginsels nie, maar pas bestaande teorieë breër toe.