Για να γίνει κάποιος θεωρητικός φυσικός απαιτεί συνήθως διδακτορικό στη φυσική ή τα μαθηματικά, μεταδιδακτορική εμπειρία και αρκετά χρόνια εργασιακής εμπειρίας με εφαρμογή φυσικής. Η εργασία για να γίνει θεωρητικός φυσικός μπορεί να απαιτήσει πολλά χρόνια μάθησης και εμπειρίας. Τις περισσότερες φορές, οι θεωρητικοί φυσικοί ξεκινούν από την εφαρμοσμένη φυσική και από εκεί μεταβαίνουν στη θεωρητική φυσική.
Ένας θεωρητικός φυσικός, μερικές φορές αποκαλούμενος μαθηματικός φυσικός, χρησιμοποιεί μόνο θεωρίες και μαθηματικά για να προβλέψει παρατηρήσεις, όπως φυσικά γεγονότα. Εξηγούν γιατί η φύση λειτουργεί όπως λειτουργεί, όπως γιατί ο ουρανός είναι μπλε. Σε αντίθεση με τις περισσότερες επιστήμες, η θεωρητική φυσική δεν χρησιμοποιεί πειράματα για τη συλλογή δεδομένων. Τα πειράματα χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη ή την εξάλειψη των θεωριών αφού έχουν εφευρεθεί στο μυαλό ενός θεωρητικού φυσικού.
Η απόκτηση διδακτορικού στη φυσική ή τα μαθηματικά απαιτείται για να γίνει θεωρητικός φυσικός. Αυτό το βήμα απαιτεί κατά μέσο όρο οκτώ χρόνια τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Οι φοιτητές ξεκινούν κερδίζοντας πτυχίο σε φυσικές επιστήμες, στη συνέχεια προχωρούν σε μεταπτυχιακό στην εφαρμοσμένη φυσική ή στη φυσική επιστήμη και τελικά αποκτούν διδακτορικό στη φυσική ή τα μαθηματικά. Αυτή η ποικιλία σχεδίων πτυχίου δείχνει το αξιοσημείωτο εύρος πληροφοριών που μπορεί να επηρεάσει η θεωρητική φυσική.
Το δεύτερο βήμα, η μεταδιδακτορική εμπειρία, απαιτεί συνήθως να ταξιδέψετε σε εξειδικευμένη εγκατάσταση και να μάθετε πώς να χρησιμοποιείτε θεωρίες φυσικής και μαθηματικά για να προβλέψετε παρατηρήσεις. Κοινές επιλογές είναι εγκαταστάσεις φυσικής υψηλής ενέργειας, όπως επιταχυντές σωματιδίων και αστρονομικά παρατηρητήρια. Μόλις γίνουν δεκτοί σε μεταδιδακτορικό πρόγραμμα, τα επόμενα δύο χρόνια θα είναι γεμάτα εφαρμοσμένη φυσική και δημοσιεύσεις. Κάθε νέα παρατήρηση που γίνεται θα πρέπει να ερμηνεύεται και να υποβάλλεται σε διάφορα ακαδημαϊκά περιοδικά. Αυτό το βήμα μπορεί να χρειαστεί να επαναληφθεί πολλές φορές για να προσληφθείτε με πλήρη απασχόληση ως μαθηματικός ή εφαρμοσμένος φυσικός.
Για να γίνετε θεωρητικός φυσικός, η απόκτηση εργασιακής εμπειρίας είναι το πιο δύσκολο βήμα και συχνά προέρχεται από διάφορα μεταδιδακτορικά προγράμματα. Η άλλη επιλογή είναι να προσληφθείτε ως μαθηματικός ή εφαρμοσμένος φυσικός πλήρους απασχόλησης. Αυτή η επιλογή ισχύει για οποιοδήποτε πεδίο σπουδών, αλλά απαιτεί εκτεταμένη γνώση χρήσης μαθηματικών και φυσικής για την επίλυση προβλημάτων με νέους τρόπους. Οι τράπεζες, οι ναυτιλιακές εταιρείες και τα πανεπιστήμια είναι μερικές επιλογές που εμφανίζουν την ποικιλία της εργασιακής εμπειρίας που είναι διαθέσιμη σε εκείνους που διαθέτουν τα προσόντα. Κοινώς, τα πανεπιστήμια παρέχουν εργασιακή εμπειρία ως αναπληρωτής καθηγητής και ερευνητής μετά την ολοκλήρωση μεταδιδακτορικού προγράμματος.
Μετά από χρόνια ως επαγγελματίας, είναι δυνατό να υποβάλετε αίτηση για να γίνετε θεωρητικός φυσικός. Η εργασία ως συγγραφέας, καθηγητής ή στατιστικός είναι κοινές δουλειές. Κάθε θέση απαιτεί από έναν θεωρητικό φυσικό να εξετάσει προσεκτικά τις νέες θεωρίες και να αναπτύξει νέα μοντέλα μαθηματικών και φυσικής για να εξηγήσει καλύτερα τις παρατηρήσεις. Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είναι ο πιο διάσημος θεωρητικός φυσικός στην ιστορία επειδή εξήγησε ότι όλη η ύλη είναι συμπυκνωμένη ενέργεια. Επίσης απέδειξε ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι πάντα συνδεδεμένοι. Τα πολλά έργα του κυμαινόταν από ατομική ενέργεια έως μαύρες τρύπες.