Att bli en teoretisk fysiker kräver vanligtvis en doktorsexamen i fysik eller matematik, postdoktoral erfarenhet och flera års arbetslivserfarenhet av att tillämpa fysik. Att arbeta för att bli en teoretisk fysiker kan ta många års lärande och erfarenhet. Oftast kommer teoretiska fysiker att börja med tillämpad fysik och därifrån gå över till teoretisk fysik.
En teoretisk fysiker, ibland kallad en matematisk fysiker, använder bara teorier och matematik för att förutsäga observationer, som naturhändelser. De förklarar varför naturen fungerar som den gör, som varför himlen är blå. Till skillnad från de flesta vetenskaper använder teoretisk fysik inte experiment för att samla in data. Experiment används för att stödja eller eliminera teorier efter att de har uppfunnits i huvudet på en teoretisk fysiker.
Att uppnå en doktorsexamen i fysik eller matematik krävs för att bli teoretisk fysiker. Detta steg tar i genomsnitt åtta år av högre utbildning. Studenter börjar med att ta en kandidatexamen i naturvetenskap, går sedan vidare till en doktorsexamen i tillämpad fysik eller naturvetenskap och tar slutligen en doktorsexamen i fysik eller matematik. Denna mångfald av examensplaner visar det anmärkningsvärda utbudet av information som teoretisk fysik kan påverka.
Det andra steget, postdoktoral erfarenhet, kräver vanligtvis att man reser till en specialiserad anläggning och lär sig hur man använder fysikteorier och matematik för att förutsäga observationer. Vanliga val är högenergifysikanläggningar, som partikelacceleratorer och astronomiska observatorier. När antagen till ett postdoktoralt program kommer de kommande två åren att vara fullspäckade med tillämpad fysik och publikationer. Varje ny iakttagelse som görs kommer att behöva tolkas och skickas till flera akademiska tidskrifter. Detta steg kan behöva upprepas många gånger för att bli anställd på heltid som matematiker eller tillämpad fysiker.
För att bli teoretisk fysiker är att skaffa arbetslivserfarenhet det svåraste steget och kommer ofta från flera postdoktorala program. Det andra alternativet är att anställas som heltidsanställd matematiker eller tillämpad fysiker. Det här alternativet gäller för alla studieområden men kräver en omfattande kunskap om att använda matematik och fysik för att lösa problem på nya sätt. Banker, rederier och universitet är några alternativ som visar den mångfald av arbetserfarenhet som är tillgänglig för de kvalificerade. Vanligtvis tillhandahåller universitet arbetslivserfarenhet som docent och forskare efter att ha avslutat ett postdoktorsprogram.
Efter år som yrkesverksam är det möjligt att ansöka om att bli teoretisk fysiker. Att arbeta som författare, professor eller statistiker är vanliga jobb. Varje position kräver att en teoretisk fysiker granskar nya teorier och utvecklar nya matematiska och fysikmodeller för att bättre förklara observationer. Albert Einstein är den mest kända teoretiska fysikern i historien eftersom han förklarade att all materia är kondenserad energi. Han bevisade också att rum och tid alltid hänger ihop. Hans många projekt sträckte sig från atomenergi till svarta hål.