Vienkārši sakot, attiecības starp fiziku un metafiziku ir tādas, ka tās ir divas dažādas metodes, kā iesaistīties un mēģināt aprakstīt realitāti. Šīs divas disciplīnas ne vienmēr ir pastāvējušas harmoniski, jo metafizika nodarbojas ar to, ko tās praktizētāji — parasti filozofi un teologi — uzskata par ārpus zinātnes jomas un dažkārt aizstāj zinātniskās zināšanas. Mūsdienu laikmetā daudzi cilvēki ir mēģinājuši izveidot saikni starp fiziku un metafiziku. Šīm saitēm ir ierobežots atbalsts vispārējā zinātnieku aprindās.
Grieķu vārds meta var nozīmēt “pēc” vai “aiz tālāk”. Metafizika ir Aristoteļa izdomāts termins, kurš ar to apzīmēja tikai faktus, ko viņš rakstīja pēc tam, kad viņš rakstīja par fiziku. Tomēr mūsdienu lietojumā metafizika ir sākusi apzīmēt objektu izpēti ārpus tīri zinātnisku zināšanu jomas. Galvenie metafizikas jautājumi ietver jautājumus par ontoloģiju, eksistences izpēti un epistemoloģiju, pētījumu par to, kā cilvēki iegūst zināšanas.
Rietumu pasaulē pirms zinātniskās revolūcijas metafizika tika uzskatīta par galveno zināšanu avotu par pasauli. Jebkuras fizikas teorijas, kas šķita pretrunā ar metafiziskām zināšanām — šajā gadījumā reliģiju — tika uzskatītas par ķecerīgām. Slavenākais piemērs šim konfliktam starp fiziku un metafiziku bija 16. gadsimta zinātnieka Galileo Galileja dzīvē, kurš ierosināja, ka Zeme griežas ap sauli, nevis otrādi. Šīs pārliecības dēļ viņš lielu daļu savas dzīves pavadīja mājas arestā.
Tomēr kopš tā laika ir bijusi lielāka zinātnisku ideju pieņemšana, kas var šķist pretrunā ar pieredzi un metafiziskiem uzskatiem. Galileja un vēlāko fiziķu, piemēram, Īzaka Ņūtona, darbs ir salīdzinoši labi izturējies turpmākā pārbaudē. Tā rezultātā daudzi metafiziķi, reaģējot uz zinātnes sasniegumiem, ir gatavi mainīt savus uzskatus, tos pilnībā neatmetot.
Kvantu daļiņu, speciālās relativitātes teorijas un citu mūsdienu fizikas parādību atklāšana daudziem cilvēkiem ir likusi pārvērtēt savu izpratni par fizikas un metafizikas attiecībām. Kvantu daļiņas, atšķirībā no lielākām matērijas vienībām, uzvedas neparedzamā veidā un izstiepj jau esošās gaismas un matērijas kategorijas. Daži teorētiķi ir apgalvojuši, ka kvantu daļiņu esamība noliedz deterministisko metafiziku, lai gan citi tam nepiekrīt. Daudzi cilvēki ir smēlušies idejas no mūsdienu fizikas par visu objektu savstarpējo saistību, kas var ietekmēt viņu metafiziskos pieņēmumus vai garīgo pieredzi. Tomēr lielākā daļa zinātnieku tās uzskata vienkārši par metaforām, nevis par realitāti.