Підготовку студентів здійснюють 9 кафедр:
Кафедри мають філії в академічних інститутах Харкова.
У співпраці з Інститутом сцинтиляційних матеріалів Національної академії наук України на факультеті створено науково-навчальний центр «Функціональні матеріали», що бере участь у виконанні Державної програми «Наука в університетах».
До складу факультету також входять:
До переліку дисциплін професійної підготовки студентів входять, зокрема, курси загальної фізики, теоретичної фізики, вищої математики, інформатики і програмування, комп’ютерного моделювання, використання комп’ютерних технологій у наукових дослідженнях, спеціальні курси випускаючих кафедр тощо.
Базами виробничої та переддипломної практик є Фізико-технічний інститут низьких температур імені Б. І. Вєркіна НАН України, ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, НТК «Інститут монокристалів» НАН України, Інститут радіофізики і електроніки імені В. Я. Усикова НАН України, Науково-дослідний інститут астрономії Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, Миколаївська астрономічна обсерваторія, Кримська астрофізична обсерваторія.
Кращі студенти отримують Президентську стипендію, стипендії благодійних фондів, зокрема фонду Ю. Сапронова, фонду І. Є. Тарапова, а також іменні стипендії: імені академіка І. М. Ліфшиця, імені академіка М. П. Барабашова. У рамках співробітництва з університетами Дуйсбург-Ессена і Бохума (Німеччина) студенти мають можливість одержувати стипендію фонду Леонарда Ейлера (Німецька служба академічних обмінів DAAD), а також стипендії інших міжнародних фондів.
Висока якість підготовки студентів фізичного факультету підтверджується перемогами на престижних олімпіадах із фізики, астрономії та астрофізики, теоретичної механіки, успішними виступами на конкурсі студентських наукових робіт, студентському турнірі фізиків.
Випускники факультету одержують кваліфікацію наукового співробітника (фізика, астрономія), викладача університетів та вищих навчальних закладів. За бажанням студенти фізичного факультету мають можливість одержати додаткову кваліфікацію вчителя фізики та математики.
Після здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавра деякі студенти фізичного факультету навчаються за фахом у магістратурі в Сполучених Штатах Америки, Німеччині, Швеції, здобувають освіту за програмою з фінансової математики (м. Ульм, Німеччина).
Здобувши освітньо-кваліфікаційний рівень магістра, випускники фізичного факультету продовжують навчання в аспірантурі, а потім докторантурі за спеціальностями «Фізика твердого тіла», «Магнетизм», «Оптика, лазерна фізика», «Теоретична фізика», «Фізика низьких температур», «Надпровідність», «Геліофізика і фізика Сонячної системи», «Астрофізика і радіоастрономія», «Астрометрія і небесна механіка» у Харківському національному університету імені В. Н. Каразіна, наукових установах Національної академії наук України, університетах та наукових установах Польщі, Словаччини, Ізраїля, Німеччини, Франції, Португалії, Швеції, Англії, Канади, Сполучених Штатів Америки тощо.
Випускники мають можливість працевлаштуватися за фахом на посадах науковців у науково-дослідних інститутах Національної академії наук України, а також на посадах викладачів ЗВО.
