医学物理是把物理学的原理和方法应用于人类疾病预防、诊断、治疗和保健的交叉学科。该学科以医学影像、放射治疗、核医学以及其他非电离辐射如超声、微波、射频、激光等在医学中的应用，及其应用过程中的质量保证、质量控制，和辐射防护与安全等为其主要内容。
医学物理专业的教学、学科建设和科研工作主要围绕着放射治疗、医学影像学、核医学以及其他非电离辐射几个分支。医学物理学科本科学制四年，前2年以扎实的数理基础教育为主，后2年结合国际国内研究前沿进行医学物理相关的专业教育，并与校附属第一医院紧密结合，开展一系列的临床教学。
目前以朱磊教授等为主的医学物理课题组主要包括以下几个研究方向：高精准低剂量CT成像方法，能谱CT成像方法，逆向放疗计划优化，图像引导质子放疗，荧光成像，多模态磁共振成像方法，以及基于机器学习的医学影像和临床应用等。
物理学院由徐榭教授、陈志副教授、和裴曦副教授等为主牵头成立的放射医学物理中心（http://crmp.ustc.edu.cn/）目前包括老师和学生30多人，其教学和科研工作涉及医学影像、放治疗、辐射防护这三个主要方向。从２０１５年开始，该中心发起和承办了“合肥国际放射医学物理论坛-质子和重离子学术前沿与最新研究进展”（http://hfirmp2017.csp.escience.cn）。
近五年来承担的国家级、省部级科研项目包括：
（１）多模式引导的多粒子生物适形调强新技术研究与实现（科技部重点研发计划2017YFC0107504）
（２）GPU加速的蒙卡计算方法在X线CT辐射防护剂量学中的应用 (国家基金委项目11375181)
（３）用于重离子肿瘤放疗治疗计划的高性能蒙特卡罗辐射剂量计算方法（国家基金委项目11575180)
（４）电子辐照加速器辐射防护关键问题研究（(国家基金委项目11375182)
（５）核磁图像引导放射治疗的重大物理问题研究（(安徽省重点研究与开发计划项目1804a09020039)
（６）基于人工智能的医学图像处理与可视化（合肥离子医学中心，慧软科技）
（７）磁约束聚变堆包层辐射监测软件系统设计研究（中国工程物理研究院）
（８）JMCT-FISPACT活化计算程序接口软件开发（中国工程物理研究院）
（９）基于GPU蒙特卡罗并行计算的电子辐照加速器辐射防护关键问题研究（安徽省科技厅科技攻关项目）
（１０）MED-X医学物理与生物医学工程交叉学科建设项目（中科大双一流学科建设项目）。
中心团队发展迅速，特邀请具有优秀的物理、核科学技术、和计算机编程和应用基础的，同时具有出色的综合和创新能力的本科毕业生申请加入我们的研究生团队。