Il Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" è sede di attività di ricerca in vari settori della Fisica fondamentale e applicata quali Astrofisica, Fisica Teorica, Nanotecnologie, Ottica, Fisica delle Particelle, del Nucleo, della Materia Condensata e dei Plasmi, Fisica degli Acceleratori, dei Sistemi Complessi, dell’Ambiente, dei Beni Culturali e Fisica Medica.

Presso il Dipartimento ha sede una delle due sezioni milanesi dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Molte delle attività di ricerca sono condotte in collaborazione con altri enti di ricerca che comprendono l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze Fisiche della Materia (CNISM) e il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). E’ attivo un Centro di Eccellenza Interdisciplinare (CIMAINA) nel campo delle nanotecnologie, a cui partecipano numerosi gruppi di ricerca dell'Ateneo.

L'elevato livello della ricerca condotta in Dipartimento e la sua eccellenza internazionale sono testimoniati dal numero e dall'entità dei finanziamenti nazionali  e internazionali, e dalle attività della Scuola di Dottorato che coinvolge diverse importanti istituzioni scientifiche straniere.
Sono attivi numerosi accordi e convenzioni con industrie ed enti pubblici e privati per lo svolgimento di ricerche di base e applicative.

Al Dipartimento afferiscono circa 90 docenti e 40 dipendenti amministrativi e tecnici. Alle attività di ricerca del Dipartimento contribuiscono numerosi studenti della Scuola di Dottorato e titolari di Assegno di Ricerca italiani e stranieri.