物理学类包括物理学、应用物理学和微电子科学与工程3个本科专业，优秀新生可被选拔进入国家拔尖学生培养实验班（泰山学堂）、国家级物理人才基地班(王淦昌班)、严济慈物理学英才班和黄昆半导体英才班学习。
学制：四年授予学位：理学学士【物理学】物理学专业设立于1930年，1994年被批准设立国家理科基础科学研究与教学人才培养基地，2009年开始参与国家基础学科拔尖学生培养计划。
该专业设有理论物理、粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、原子与分子物理等专门化方向，为现代物理各学科以及交叉学科的科研部门、新技术应用开发部门输送高级专门人才。
物理学专业每年招收本科生约80名,其中泰山学堂物理取向约15人，基地班学生约30名。
【应用物理学】应用物理学专业设有电介质、磁学、微机应用、医学物理、测试计量技术与仪器等专门化方向，重点培养学生研究有关物理现象、物理效应和物质转化为实际器件、仪器和应用技术的能力。
毕业生在电子技术、信息技术、军事科学、自动控制、检测技术、新材料器件研制、医学物理、测试计量等尖端领域从事应用研究工作，或继续攻读研究生。
应用物理学专业每年招收本科生30名左右。
【微电子科学与工程】微电子科学与工程专业主要研究半导体材料的微观特性以及如何根据半导体的微观特性，利用一些特殊工艺在半导体的一个微小体积内制成具有一种或多种功能的完整电路、系统或电子元件的专业。
该专业学生不但能从事微电子学基础研究、应用研究、技术开发和技术管理，而且还能从事有关物理基础研究、电子技术开发、计算机应用等方面的工作。
微电子科学与工程专业每年招收本科生约40名左右。
特色班介绍【王淦昌物理基地班】源于物理国家理科基础科学研究和人才培养基地，采用“一级两制、单独编班、动态选拔、双向滚动”的管理模式，实行导师制，引进国际化课程、教师和教材，营造国际化氛围，为培养基础扎实、创新能力强的精英人才创造条件。
每年选拔30人左右。
2013年6月山东大学物理学院与中科院高能物理所、理论物理所签署共建协议。
学制：四年授予学位：理学学士【严济慈物理学英才班】山东大学物理学院和中科院物理所合作创办“严济慈物理学英才班”，目标是培养从事物理或相关领域研究工作的高层次精英人才。
该班学生由山东大学和中国科学院物理研究所共同培养，采取“暑期科研实践”、“创新人才联合培养基地奖学金”开展合作研究，实施双方教师、各种资源共享等多种措施，推进与国内顶尖的科研机构深度合作，提高本科生的培养质量。
成立于2011年，每年选拔30人左右。
学制：四年授予学位：理学学士【黄昆半导体英才班】山东大学物理学院与中科院半导体所、微电子所合作创办“黄昆半导体英才班”，旨在不断推进物理学院与科研院所的合作，加快创新人才的培养，提高本科生的培养质量。
成立于2012年，每年选拔15人左右。
学制：四年授予学位：理学学士