Kvantitatīvā fizika ir fizikas nozare, kas ietver pētniecību, veicot atkārtotus mērījumus un eksperimentālo rezultātu matemātisko analīzi. Tā atšķiras no dažām teorētiskās fizikas nozarēm, piemēram, kvantu mehānikas vai stīgu teorijas pētījumiem, kur lielu daļu pamatā esošās teorijas nevar pārbaudīt reālajā pasaulē vai laboratorijā uz Zemes ar pašreizējām tehnoloģijām 2011. gadā. Jebkura joma Kvantitatīvo pētījumu, piemēram, kvantitatīvās fizikas, secinājumus izdara no liela eksperimentālo datu apjoma statistiskās analīzes. Tomēr šie dati bieži ir tik plaši un sarežģīti, ka datorus izmanto, lai veiktu datu matemātisko modelēšanu, lai tos labāk interpretētu. Kvantitatīvās fizikas izmantošanas piemērs varētu ietvert klimata pētījumus, kas tiek veikti ar superdatoriem, lai prognozētu klimatoloģiskās izmaiņas no dažādiem dabiskiem termodinamiskiem spēkiem, kas darbojas uz Zemes, uz Zemes vai tās tuvumā, kā arī no Saules aktivitātes izmaiņām ilgā laika periodā. .
Fizikas izpētes pamatā ir matērijas un enerģijas izmaiņu mērīšana, un tas padara lielāko daļu fizikas pētījumu par kvantitatīvo fiziku vienā vai otrā veidā. Kvantitatīvā izpēte ir svarīga arī fizikā, jo daudzus fizikālos likumus, piemēram, gaismas ātrumu vai Zemes gravitācijas pievilkšanas spēku, nevar kvantitatīvi definēt tikai ar cilvēka novērojumiem ar piecām maņām. Ir iespējams novērot krītošu ķermeni, taču, precīzi neizmērot tā nolaišanās ātrumu, nevar iegūt skaidru priekšstatu par to, cik spēcīga ir gravitācija. Tāpēc kvantitatīvās pētniecības fizikā matemātika tiek izmantota kā abstrakts veids, kā izprast spēkus, kas darbojas Visumā.
Tomēr procesi, kas ietver kvantitatīvu izpēti, ne vienmēr ir paredzēti, lai atspoguļotu ikdienas realitāti. Fizika nosaka ideālos apstākļus, kādos viela, enerģija, telpa un laiks mijiedarbojas, veicot atkārtotus mērījumus un novērojumus, un pēc tam nosaka notikumu rašanās varbūtību. Šim nolūkam izmantotie fizikas vienādojumi ir balstīti uz abstraktiem matemātiskiem jēdzieniem, kas ir pierādīti tikai ar lielu skaitu atkārtotu eksperimentu. Piemēram, kvantitatīvā fizika var paredzēt sfēriskas planētas virsmas laukumu kosmosā, taču dabiskajā pasaulē nav tādas lietas kā ideāla sfēra vai jebkura cita ideāla ģeometriska forma, tāpēc process zināmā mērā ir tuvinājums. .
Ideāli attēlojumi fizikā, piemēram, lodes ballistiskā trajektorija pa gaisu, ir balstīti uz kvantitatīviem fizikas principiem par gravitācijas vilkmi un gaisa pretestību, taču tie var paredzēt tikai vispārīgu lodes trajektoriju, nevis faktisko, precīzu vietu, uz kuras atrodas tas piezemēsies. Izmantojot vienādojumus un formulu kvantitatīvajā fizikā, bieži tiek aprēķināta dažu mainīgo lieluma vidējā vērtība vai izmantota matemātikas īsceļi, lai noliegtu to ietekmi uz vienādojumu. Tas ir tāpēc, ka mērķis ir principā izprast dabas likumus, nevis konkrētus, nejaušus lietojumus.
Skaitļošanas fizika bieži vien papildina kvantitatīvo fiziku laboratorijā, kur vienādojumus nevar formāli vai adekvāti pārbaudīt reālās pasaules eksperimentos. Bieži vien šādu aprēķinu racionalizēšanai izmanto algoritmus. Algoritmi ir matemātisko noteikumu kopums, ko dators izmanto, lai samazinātu problēmas risināšanai nepieciešamo aprēķinu skaitu līdz ierobežotai darbību sērijai. Datora palīdzību kvantitatīvās fizikas jomā parasti izmanto jomās, kurās notiek ļoti sarežģīta mijiedarbība, piemēram, materiālu zinātnē, kodolpaātrinātāju pētījumos un molekulārajā dinamikā bioloģijā.