Le programme de master en sciences physiques forme à la maîtrise des lois fondamentales et des outils essentiels de la physique d'aujourd'hui, avec une finalité  qui permet l'entrée avec succès soit dans le monde de la recherche (finalité approfondie), soit dans le monde de l'enseignement (finalité didactique), soit dans le monde médical (finalité spécialisée en physique médicale). Une ouverture au monde industriel ou médical est également possible via la réalisation du mémoire en environnement industriel ou hospitalier.
Cette formation conduit à l'acquisition de compétences telles que la capacité d'analyse d'un problème physique, d'abstraction et de modélisation, la rigueur dans le raisonnement et dans l'expression, l'esprit critique, l'autoévaluation et l'aptitude à la communication, y compris en anglais.

La finalité approfondie sera davantage le choix de  ceux qui se destinent à la recherche. Un titre résumant les thèmes propres à cette finalité : « Des particules élémentaires au cosmos : expérience et théorie, Terre et lumière». Ces quelques mots pour retrouver l'essence des  recherches menées dans le département au niveau théorique et expérimental : quête des particules élémentaires, des interactions fondamentales dans l'infiniment petit et dans le cosmos, passage par le noyau et ses applications, étude de l'atome, de la molécule et des propriétés de la lumière. Enfin le système Terre est étudié à la fois dans sa structure interne et externe et dans la dynamique de son climat.

La finalité spécialisée en physique médicale a pour objectif de préparer les physiciens au métier de physicien d'hôpital et à accéder à l'agréation en radiothérapie. Le master n'est cependant pas suffisant. Il faudra encore ajouter une année de stage en milieu médical avec quelques cours supplémentaires pour répondre à l'exigence légale.

La finalité didactique est clairement orientée vers l'enseignement dans les années supérieures de l'enseignement secondaire. Un programme adapté prépare à cette profession.