学院聚焦国际科技前沿、国家重大需求和社会发展需求，坚持“凝聚大团队、构建大平台、承担大任务、催生大成果”的基本原则，形成集“前沿科学研究、关键技术创新、系统集成应用和技术成果转移转化”于一体的“全链条”自主创新体系。学院下设声子学与热能科学中心、声学研究所、精密光学工程技术研究所等校级学科重点研究平台，获批筹建国家集成电路微纳检测设备产业计量测试中心（上海），拥有先进微结构材料教育部重点实验室、上海市数字光学前沿科学研究基地、上海市全光谱高性能光学薄膜器件及应用专业技术服务平台、上海蓝宝石单晶工程技术研究中心（共建）等5个国家及省部级重点实验室和平台，聚焦电磁波调控微结构物理与应用、集成电路纳米计量、尖端光学器件与系统、统计物理与复杂系统、原子核物理和核天体，以及前沿声学理论与技术等6大特色前沿科学研究方向，解决国家的重大战略需求，突破卡脖子技术瓶颈，多次在国家科学技术进步工作上做出重大突出贡献，受到国家及上海市荣誉表彰。

学院科研工作以国际科学前沿和国家战略需求为导向，既鼓励原创性基础研究，也积极推进面向国家重大科技需求的应用研究，同时提倡不同优势学科之间的交叉拓展，取得了一大批在国内外具有重要影响的研究成果。“十四五”期间，学院新增国家科技奖2项，已完成和在研国家自然科学基金创新群体、杰出青年基金、重大和重点项目、国家重点研发计划、上海市重大项目等各类基金项目558项，总合同经费6.2亿。2024年度立项经费超2.5亿，进校经费超1.5亿元。新成立国家集成电路微纳检测设备产业计量测试中心。教师总计发表论文551篇，其中SCI论文367篇，国际期刊论文发表数量462篇，中科院1区论文95篇，JCR一区论文153篇，ESI高被引论文4篇。出版著作1本，学院教师在135个国内外学术组织担任主席、委员、理事；在66个国际国内学术期刊担任主编、编委；在2个国际标准化组织担任委员和工作组召集人、制定国际国家标准19项，其中3项国家一级标准物质获批，属国内首次、同济自主研制。

面对新时代大格局，学院全面促进国际合作向高质量发展,与美国、法国、意大利、德国、英国、日本和新加坡等国家以及香港、澳门等地区的数十所国际知名大学的相关学院建立了多层次、长期合作交流关系。学院现有含欧洲科学院院士在内的全职外籍教师5名，长期合同兼职外籍教师15名。现有十多项高水平创新人才国际合作培养项目。长期开展双学位联培、博士联培、暑期学校、暑期夏令营等国际交流活动，培养了一大批具有国际视野和国际交流能力，适应世界潮流发展的卓越人才。

面向未来，物理科学与工程学院将秉承百年同济的深厚文化底蕴，发扬同济人“与祖国同行、以科教济事”的优良传统和“同舟共济、自强不息”的精神，着力构建和谐奋进的环境氛围，贯彻落实“学术前沿有声音，国家战略有作为，社会发展有支撑，人才培养有成效”的总体建设目标，努力建设成为国内物理学科的高水平一流示范学院，国际物理学界具有重要影响的人才培养和科学研究中心。