Teorinė fizika yra fizikos srities šaka, skirta matematiniams gamtos įvykių paaiškinimams. Daugelis fizikos disciplinų patenka į teorinės fizikos skėtį, nes jos apima formulių kūrimą, kurių gali nepavykti išbandyti empiriškai. Šios srities mokslininkai svarsto kai kurias labai sudėtingas problemas ir klausimus, pavyzdžiui, kaip vystėsi visata.
Fizika yra intriguojanti mokslų šaka, nes ji dažnai apima teorijų, kurių negalima patikrinti naudojant eksperimentinį modelį, kūrimą, pažeidžiant vieną iš pagrindinių empirinio mokslo nuostatų. Mokslininkai paprastai nori sukurti teoriją, sukurti eksperimentą, kuris patikrins tą teoriją, atliks eksperimentą ir paskelbs rezultatus. Teorinėje fizikoje mokslininkai kuria teorijas, bet negali jų patikrinti. Tai atskiria teorinę fiziką nuo eksperimentinės fizikos, kurioje mokslininkai kuria ir atlieka eksperimentus, kad ištirtų savo teorijas.
Kadangi teorinės fizikos negalima paremti naudojant eksperimentus, mokslininkai remiasi kitomis priemonėmis, kad nustatytų, ar jų teorijos yra tikslios. Teorija turėtų sugebėti tiksliai numatyti arba paaiškinti, pavyzdžiui, fizikinius reiškinius, ir ji turėtų būti paremta žinomais stebėjimais. Idealiu atveju teorija taip pat turėtų būti švari ir tvarkinga, o kai kurie teoriniai fizikai pritaria Occam skustuvo idėjai, tikėdami, kad paprasčiausias paaiškinimas yra geriausias. Teorijos taip pat turėtų atlaikyti energingas diskusijas ir debatus, o teoriniai fizikai nuolat keičiasi idėjomis ir kritikuoja, kad patobulintų savo mokslų sritį.
Kai kurios šios srities teorijos buvo plačiai priimtos ir reguliariai dėstomos klasėse, naudojamos fizikos tyrimuose ir taikomos pramonės šakose visame pasaulyje. Nuolatiniai šių teorijų tyrimai tęsiami, nes mokslininkai nori visapusiškai ištirti visus teorinės fizikos aspektus. Buvo pasiūlytos ir kitos teorijos, kurios atrodo patikimos, tačiau nebuvo visiškai patvirtintos arba reikalauja daugiau tyrimų, o naujausios teorijos laikomos „paribinėmis teorijomis“, kurioms reikia daug daugiau tyrinėjimo, diskusijų ir stebėjimų.
Seras Isaacas Newtonas, kaip ir Albertas Einšteinas, plačiai laikomas teorinės fizikos pradininku. Abu fizikai pasižymėjo darydami loginius šuolius, kurie kartais nepaisydavo žinomos informacijos ar stebėjimų ir reikalaudavo labai teorinio pasaulio požiūrio. Niutono darbas netgi apėmė esminį matematinės skaičiavimo kalbos išplėtimą, kad jis galėtų išreikšti savo teorijas. Teoriniai fizikai taip pat puikiai dalyvauja minties eksperimentuose, kurių metu jie tyrinėja savo idėjas savo mintyse, nenaudodami laboratorijos.