Студенти отримують широку міждисциплінарну підготовку, що відповідає сучасним світовим вимогам до фахівців з медичної фізики та об’єднує фундаментальні знання із загальної й теоретичної фізики, вищої математики і програмування, медичної радіаційної фізики та радіобіології, анатомії й фізіології, біохімії та медичної біофізики, генетики та молекулярної біології включно із засадами застосування сучасних молекулярних біонанотехнологій та біонаноструктур у медичній практиці. Майбутні медичні фізики опановують сучасні фізичні методи медико-біологічних досліджень, серед яких методи магніто-резонансної спектроскопії та томографії, позитронної емісійної томографії, ультразвукових досліджень, рентгеноструктурного аналізу та інших ядерно-фізичних методів дослідження, зокрема нейтронографії, електронної, тунельної та атомної силової мікроскопії, а також сучасних методів оптичного спектрального аналізу та люмінесцентних технологій. Студенти освоюють також низку спеціальних дисциплін, що стосуються комп’ютерного моделювання фізичних процесів і явищ, а також квантово-хімічних методів моделювання молекулярних структур, зокрема, методу Монте-Карло та методу молекулярної динаміки, які разом із ґрунтовними знаннями фізики та біології дозволяють студентам успішно займатися вирішенням фундаментальних і прикладних проблем сучасної медичної фізики ще під час навчання на фізико-технічному факультеті.

Виробничу практику та виконання дипломних робіт для здобуття ступеню бакалавра з медичної фізики студенти проходять у провідних науково-дослідних центрах і лікувальних закладах, таких як Інститут медичної радіології імені С. П. Григор’єва Національної академії медичних наук України, Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» Національної академії наук України, Інститут сцинтиляційних матеріалів Національної академії наук України, Інститут проблем кріобіології та кріомедицини Національної академії наук України та інших, що тісно пов’язані із розробкою нових фізичних методів лікування та діагностики і впровадженням нових фізичних методів медико-біологічних досліджень. Студенти старших курсів мають можливість брати участь у виконанні науково-дослідних робіт за спільними міжнародними грантами, що проводять науковці кафедри, та у наукових дослідженнях, затверджених Міністерством освіти і науки України. Протягом виконання дипломних робіт студенти мають змогу безпосередньо брати участь та проводити наукові й науково-технологічні дослідження з вирішення актуальних проблем медичної фізики не тільки в Україні, але й у провідних зарубіжних лабораторіях, як, наприклад, студент І. Малійов, який для здобуття ступеня магістру проводив дослідження в галузі медичної фізики у лабораторіях університету Еколь Політекнік (Париж, Франція) і у 2016 році переміг у конкурсі наукових робіт, виконаних студентами цього університету.

Завдяки широкій та ґрунтовній міждисциплінарній підготовці випускники спеціалізації «Медична фізика» успішно займаються науковими дослідженнями у зарубіжних і вітчизняних науково-дослідних й медичних центрах Національної академії наук України та Національної академії медичних наук України, де займаються вирішенням актуальних проблем в усіх галузях сучасної медицини, беруть участь у розробці сучасного медичного обладнання у вітчизняних та світових фірмах-розробниках, а також успішно працюють у медичних закладах і установах, де забезпечують ефективне та безпечне застосування новітнього медичного устаткування провідних світових і вітчизняних виробників.