Mai simplu spus, relația dintre fizică și metafizică este că acestea sunt două metode diferite de a se implica și de a încerca să descrie realitatea. Aceste două discipline nu au existat întotdeauna în mod armonios, deoarece metafizica se ocupă de ceea ce practicienii ei – de obicei filozofii și teologii – consideră a fi dincolo de domeniul științei și, uneori, a înlocui cunoștințele științifice. În epoca modernă, mulți oameni au încercat să creeze legături între fizică și metafizică. Aceste legături au un sprijin limitat în cadrul comunității științifice principale.
Cuvântul grecesc meta poate însemna fie „după”, fie „dincolo”. Metafizica este un termen inventat de Aristotel, care l-a folosit pentru a desemna pur și simplu faptele pe care le-a scris după ce a scris despre fizică. Cu toate acestea, în uzul modern, metafizica a ajuns să se refere la studiul obiectelor în afara domeniului cunoașterii pur științifice. Întrebările centrale ale metafizicii includ întrebări despre ontologie, studiul existenței și epistemologia, studiul modului în care oamenii dobândesc cunoștințe.
În lumea occidentală înainte de revoluția științifică, metafizica era considerată sursa principală de cunoaștere despre lume. Orice teorie din fizică care părea să contrazică cunoștințele metafizice – în acest caz religia – a fost considerată eretică. Cel mai faimos exemplu al acestui conflict între fizică și metafizică a fost în viața savantului din secolul al XVI-lea Galileo Galilei, care a propus că Pământul se învârte în jurul soarelui, mai degrabă decât invers. Și-a petrecut o mare parte din viață în arest la domiciliu ca urmare a acestei convingeri.
De atunci, însă, a existat o mai mare acceptare a ideilor științifice care pot părea să contrazică experiențele și credințele metafizice. Lucrările lui Galileo și ale fizicienilor de mai târziu, cum ar fi Isaac Newton, au rezistat relativ bine sub o analiză ulterioară. Ca urmare, mulți metafizicieni sunt dispuși să-și modifice convingerile, fără a le arunca pe deplin, ca răspuns la progresele științifice.
Descoperirea particulelor cuantice, relativitatea specială și alte fenomene moderne de fizică au determinat mulți oameni să-și reevalueze înțelegerea relației dintre fizică și metafizică. Particulele cuantice, spre deosebire de unitățile mai mari de materie, se comportă în moduri care sunt imprevizibile și care întind categoriile preexistente de lumină și materie. Unii teoreticieni au susținut că existența particulelor cuantice neagă metafizica deterministă, deși alții nu sunt de acord. Mulți oameni au tras idei din fizica modernă despre interconexiunea tuturor obiectelor, ceea ce le poate informa ipotezele metafizice sau experiențele spirituale. Majoritatea oamenilor de știință, totuși, le consideră mai degrabă metafore decât realități.