大连理工大学物理学院的科研领域广泛，涵盖了一系列前沿的物理学研究。首先，学院专注于低气压等离子体物理及其实际应用，探索这种特殊状态下的物理现象及其在工业和科技领域的应用。其次，大气压非平衡等离子体物理也是学院的重要研究方向，这一领域的研究有助于我们理解并控制这种环境下的等离子体行为。
等离子体与载能束与物质相互作用的研究，揭示了等离子体与物质之间的复杂相互作用，对于新材料的开发和现有技术的优化具有重要意义。学院还致力于等离子体材料表面改性，通过这一技术，可以合成新型材料，提升材料性能。等离子体制备功能薄膜的研究则聚焦于薄膜的特殊性质和制备技术，对于电子器件和光学设备的发展具有推动作用。
尘埃等离子体物理、空间等离子体物理以及受控核聚变等离子体物理，是学院在粒子物理学和宇宙学领域的研究重点，探索着宇宙的奥秘和能源的可能。同时，量子信息学和量子光学则引领了现代信息科技的发展前沿，时空与引力理论的探讨则深入了基本物理法则的探讨。
从微观到宏观，从基础理论到应用技术，大连理工大学物理学院的科研领域覆盖了统计物理、复杂网络、粒子物理、原子分子与激光技术、分子动力学、超冷原子气体等多个细分领域，每一项研究都在为人类科技进步贡献力量。此外，还包括纳米技术、生物医学光学、光电检测技术、半导体材料与器件、认知神经科学等多个交叉学科，展示了学院的综合研究实力。