การเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีมักจะต้องมีปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์หรือคณิตศาสตร์ประสบการณ์หลังปริญญาเอกและประสบการณ์การใช้ฟิสิกส์มานานหลายปี การทำงานเพื่อเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีอาจต้องใช้เวลาหลายปีในการเรียนรู้และประสบการณ์ ส่วนใหญ่นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจะเริ่มต้นในฟิสิกส์ประยุกต์และจากนั้นจะย้ายไปสู่ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีบางครั้งเรียกว่านักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ใช้เพียงทฤษฎีและคณิตศาสตร์เพื่อทำนายการสังเกตเช่นเดียวกับเหตุการณ์ทางธรรมชาติ พวกเขาอธิบายว่าทำไมธรรมชาติถึงทำงานเช่นเดียวกับที่ทำไมท้องฟ้าจึงเป็นสีฟ้า ฟิสิกส์ทฤษฎีไม่ได้ใช้การทดลองเพื่อรวบรวมข้อมูลซึ่งแตกต่างจากวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ การทดลองใช้เพื่อสนับสนุนหรือกำจัดทฤษฎีหลังจากที่พวกเขาถูกประดิษฐ์ขึ้นในใจของนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี
การได้รับปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์หรือคณิตศาสตร์จะต้องเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี ขั้นตอนนี้ใช้เวลาเฉลี่ยแปดปีของการเรียนรู้ระดับอุดมศึกษา นักเรียนเริ่มต้นด้วยการได้รับปริญญาตรีในสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติจากนั้นไปยังระดับบัณฑิตศึกษาในสาขาฟิสิกส์ประยุกต์หรือวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและในที่สุดก็ได้รับปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์หรือคณิตศาสตร์ แผนระดับที่หลากหลายนี้แสดงให้เห็นถึงช่วงที่น่าทึ่งของฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มีอิทธิพลต่อข้อมูล
ขั้นตอนที่สองคือประสบการณ์หลังปริญญาเอกโดยปกติจะต้องเดินทางไปยังสถานที่พิเศษและเรียนรู้วิธีการใช้ทฤษฎีฟิสิกส์และคณิตศาสตร์เพื่อคาดการณ์การสังเกตการณ์ ตัวเลือกทั่วไปคือสิ่งอำนวยความสะดวกด้านฟิสิกส์พลังงานสูงเช่นเครื่องเร่งอนุภาคและหอดูดาวทางดาราศาสตร์ เมื่อได้รับการยอมรับให้เข้าร่วมโปรแกรมหลังปริญญาเอกอีกสองปีข้างหน้าจะเต็มไปด้วยฟิสิกส์ประยุกต์และสิ่งพิมพ์ ทุกข้อสังเกตใหม่ที่เกิดขึ้นจะต้องถูกตีความและส่งไปยังวารสารวิชาการหลายฉบับ ขั้นตอนนี้อาจจำเป็นต้องทำซ้ำหลายครั้งเพื่อรับงานเต็มเวลาในฐานะนักคณิตศาสตร์หรือนักฟิสิกส์ประยุกต์
ในการเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีการได้รับประสบการณ์การทำงานเป็นขั้นตอนที่ยากที่สุดและมักจะมาจากหลักสูตรหลังปริญญาเอกหลายหลักสูตร ตัวเลือกอื่น ๆ จะได้รับการว่าจ้างให้เป็นนักคณิตศาสตร์หรือนักฟิสิกส์เต็มเวลา ตัวเลือกนี้ใช้กับสาขาวิชาใดก็ได้ แต่ต้องการความรู้อย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการใช้คณิตศาสตร์และฟิสิกส์เพื่อแก้ปัญหาด้วยวิธีการใหม่ ๆ ธนาคาร บริษัท ขนส่งและมหาวิทยาลัยเป็นตัวเลือกที่แสดงประสบการณ์การทำงานที่หลากหลายที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนด โดยทั่วไปมหาวิทยาลัยจะมอบประสบการณ์การทำงานในฐานะรองศาสตราจารย์และนักวิจัยหลังจากจบหลักสูตรปริญญาเอก
หลังจากหลายปีในฐานะมืออาชีพก็เป็นไปได้ที่จะสมัครเพื่อเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี การทำงานในฐานะนักเขียนอาจารย์หรือนักสถิติถือเป็นงานทั่วไป แต่ละตำแหน่งต้องการให้นักฟิสิกส์ทฤษฎีกลั่นกรองทฤษฎีใหม่และพัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ใหม่เพื่ออธิบายการสังเกตได้ดีขึ้น Albert Einstein เป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มีชื่อเสียงที่สุดในประวัติศาสตร์เพราะเขาอธิบายว่าสสารทั้งหมดเป็นพลังงานที่ควบแน่น นอกจากนี้เขายังพิสูจน์ว่าอวกาศและเวลาเชื่อมต่ออยู่เสมอ หลายโครงการของเขามีตั้งแต่พลังงานปรมาณูจนถึงหลุมดำ
