Η υπολογιστική φυσική είναι ένα πεδίο που χρησιμοποιεί τόσο υπάρχοντες τύπους φυσικής όσο και αριθμητικούς αλγόριθμους για να κάνει υπολογισμούς μεγάλης κλίμακας με υπολογιστές που θα ήταν εξαιρετικά χρονοβόρο και κουραστικό να εκτελεστούν με το χέρι. Ουσιαστικά, είναι ένας κλάδος της φυσικής που ασχολείται με την κατασκευή μαθηματικών μοντέλων και λύσεων χρησιμοποιώντας υπολογιστές και προγραμματισμό. Τα μαθηματικά μοντέλα που στοχεύουν να δημιουργήσουν οι φυσικοί περιλαμβάνουν συχνά τεράστιες ποσότητες πληροφοριών που απαιτούν πολύ ισχυρούς υπολογιστές για να επεξεργαστούν.
Η ακριβής ταξινόμηση της υπολογιστικής φυσικής στο συνολικό πεδίο της φυσικής συζητείται συχνά. Ορισμένοι θεωρούν ότι είναι κλάδος της θεωρητικής φυσικής, καθώς τείνει να εμπλέκεται με τομείς της φυσικής που εξακολουθούν να είναι βαθιά θεωρητικοί με μικρή σταθερή πειραματική υποστήριξη. Άλλοι πιστεύουν ότι πρέπει να θεωρείται κλάδος της πειραματικής φυσικής, καθώς τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται συνήθως προέρχονται από πειράματα. Ως επί το πλείστον, ωστόσο, οι επιστήμονες συμφωνούν ότι βρίσκεται κάπου ανάμεσα στους δύο κλάδους και έχει τόσο θεωρητικά όσο και πειραματικά στοιχεία.
Η σύγχρονη φυσική βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στους υπολογιστές για να επεξεργαστεί πολλές από τις πολύπλοκες μαθηματικές πτυχές των πειραμάτων και των θεωριών. Τα πεδία της φυσικής όπως η αστροφυσική, η μηχανική των ρευστών και η φυσική των επιταχυντών εξαρτώνται και τα δύο από τον προγραμματισμό και τον υπολογισμό. Στη φυσική των επιταχυντών, για παράδειγμα, οι υπολογιστές πρέπει να παρακολουθούν, να καταγράφουν και να αναλύουν τεράστιες ποσότητες πληροφοριών κάθε φορά που συγκρούονται σωματίδια σε έναν επιταχυντή σωματιδίων. Η υπολογιστική φυσική στερεάς κατάστασης προσπαθεί να ανακαλύψει τη σύνδεση μεταξύ των ατομικών ιδιοτήτων των στερεών και των ιδιοτήτων τους μεγάλης κλίμακας αναλύοντας μεγάλες ποσότητες πληροφοριών για τα στερεά σε μοριακό επίπεδο.
Υπάρχουν πολλές άλλες εργασίες που επιλύονται μέσω υπολογισμού που μπορούν να ομαδοποιηθούν χαλαρά στο πεδίο της υπολογιστικής φυσικής. Συχνά, εργασίες όπως η επίλυση διαφορικών και ολοκληρωτικών εξισώσεων ή η αξιολόγηση πολύ μεγάλων πινάκων χρησιμοποιούνται για να γίνουν υπολογισμοί σχετικά με τα φυσικά συστήματα. Αυτές οι εργασίες θα μπορούσαν εύκολα να ταξινομηθούν είτε ως καθαρά μαθηματικά, δηλαδή μαθηματικά που εκτελούνται καθαρά για χάρη των μαθηματικών. Ωστόσο, όταν εκτελούνται για να διακρίνουν πληροφορίες που σχετίζονται με τη φυσική, μπορούν εξίσου εύκολα να εμπίπτουν στην κατηγορία της υπολογιστικής φυσικής.
Πολλά κολέγια προσφέρουν μαθήματα στην υπολογιστική φυσική, αν και οποιαδήποτε προσχολική εκπαίδευση στον τομέα είναι σπάνια. Τα εισαγωγικά μαθήματα κολεγίου τείνουν να διδάσκουν βασικές αρχές προγραμματισμού και πώς να τις εφαρμόζουν σε προβλήματα που σχετίζονται με τη φυσική. Μεταγενέστερα μαθήματα, που συχνά διδάσκονται σε μεταπτυχιακό επίπεδο, διδάσκουν πώς να χειρίζονται και να επιλύουν μεγάλα προβλήματα που αποτελούνται από μεγάλες ποσότητες δεδομένων μέσω της χρήσης αλγορίθμων και προηγμένων πρακτικών προγραμματισμού.