Sederhananya, hubungan antara fisika dan metafisika adalah bahwa mereka adalah dua metode yang berbeda untuk terlibat dan mencoba menggambarkan realitas. Kedua disiplin ini tidak selalu ada secara harmonis, karena metafisika berurusan dengan apa yang oleh para praktisinya — biasanya para filsuf dan teolog — dianggap berada di luar ranah sains dan terkadang menggantikan pengetahuan ilmiah. Di era modern, banyak orang telah berusaha untuk menarik hubungan antara fisika dan metafisika. Tautan ini memiliki dukungan terbatas dalam komunitas ilmiah arus utama.
Kata Yunani meta dapat berarti “setelah” atau “di luar”. Metafisika adalah istilah yang diciptakan oleh Aristoteles, yang menggunakannya untuk mengartikan fakta-fakta yang dia tulis setelah dia menulis tentang fisika. Namun, dalam penggunaan modern, metafisika telah merujuk pada studi objek di luar lingkup pengetahuan ilmiah murni. Pertanyaan sentral metafisika mencakup pertanyaan tentang ontologi, studi tentang keberadaan, dan epistemologi, studi tentang bagaimana manusia memperoleh pengetahuan.
Di dunia Barat sebelum revolusi ilmiah, metafisika dianggap sebagai sumber utama pengetahuan tentang dunia. Setiap teori dalam fisika yang tampaknya bertentangan dengan pengetahuan metafisik — dalam hal ini agama — dianggap sesat. Contoh paling terkenal dari konflik antara fisika dan metafisika ini adalah dalam kehidupan ilmuwan abad ke-16 Galileo Galilei, yang mengusulkan bahwa Bumi berputar mengelilingi matahari, bukan sebaliknya. Dia menghabiskan sebagian besar hidupnya di bawah tahanan rumah sebagai akibat dari keyakinan ini.
Sejak saat itu, bagaimanapun, telah ada penerimaan yang lebih besar dari ide-ide ilmiah yang mungkin tampak bertentangan dengan pengalaman dan keyakinan metafisik. Karya Galileo dan fisikawan kemudian, seperti Isaac Newton, telah bertahan relatif baik di bawah pengawasan lebih lanjut. Akibatnya, banyak ahli metafisika bersedia mengubah keyakinan mereka, tanpa sepenuhnya membuangnya, sebagai tanggapan atas kemajuan ilmiah.
Penemuan partikel kuantum, relativitas khusus dan fenomena fisika modern lainnya telah menyebabkan banyak orang mengevaluasi kembali pemahaman mereka tentang hubungan antara fisika dan metafisika. Partikel kuantum, tidak seperti unit materi yang lebih besar, berperilaku dengan cara yang tidak dapat diprediksi dan merentangkan kategori cahaya dan materi yang sudah ada sebelumnya. Beberapa ahli teori berpendapat bahwa keberadaan partikel kuantum meniadakan metafisika deterministik, meskipun yang lain tidak setuju. Banyak orang telah mengambil ide dari fisika modern tentang keterkaitan semua objek, yang dapat menginformasikan asumsi metafisik atau pengalaman spiritual mereka. Kebanyakan ilmuwan, bagaimanapun, menganggap ini hanya sebagai metafora daripada sebagai kenyataan.