Menjadi fisikawan teoretis biasanya membutuhkan gelar doktor dalam fisika atau matematika, pengalaman pasca-doktoral, dan beberapa tahun pengalaman kerja menerapkan fisika. Bekerja untuk menjadi fisikawan teoretis dapat memakan waktu bertahun-tahun pembelajaran dan pengalaman. Paling sering, fisikawan teoretis akan memulai dalam fisika terapan, dan dari sana pindah ke fisika teoretis.
Seorang fisikawan teoretis, kadang-kadang disebut fisikawan matematika, hanya menggunakan teori dan matematika untuk memprediksi pengamatan, seperti peristiwa alam. Mereka menjelaskan mengapa alam bekerja seperti itu, seperti mengapa langit berwarna biru. Tidak seperti kebanyakan sains, fisika teoretis tidak menggunakan eksperimen untuk mengumpulkan data. Eksperimen digunakan untuk mendukung atau menghilangkan teori setelah ditemukan dalam pikiran fisikawan teoretis.
Meraih gelar doktor di bidang fisika atau matematika diperlukan untuk menjadi fisikawan teoretis. Langkah ini membutuhkan rata-rata delapan tahun pendidikan tinggi. Siswa mulai dengan mendapatkan gelar sarjana dalam ilmu alam, kemudian melanjutkan ke gelar sarjana dalam fisika terapan atau ilmu alam, dan akhirnya memperoleh gelar doktor dalam fisika atau matematika. Keragaman rencana derajat ini menunjukkan jangkauan informasi yang luar biasa yang dapat dipengaruhi oleh fisika teoretis.
Langkah kedua, pengalaman pasca-doktoral, biasanya memerlukan perjalanan ke fasilitas khusus dan belajar bagaimana menggunakan teori fisika dan matematika untuk memprediksi pengamatan. Pilihan umum adalah fasilitas fisika energi tinggi, seperti akselerator partikel, dan observatorium astronomi. Setelah diterima di program pasca-doktoral, dua tahun ke depan akan dikemas dengan fisika terapan dan publikasi. Setiap pengamatan baru yang dilakukan perlu diinterpretasikan dan diserahkan ke beberapa jurnal akademik. Langkah ini mungkin perlu diulang berkali-kali untuk dipekerjakan penuh waktu sebagai ahli matematika atau fisikawan terapan.
Untuk menjadi fisikawan teoretis, mendapatkan pengalaman kerja adalah langkah terberat dan seringkali datang dari beberapa program pasca doktoral. Pilihan lainnya adalah dipekerjakan sebagai ahli matematika penuh waktu atau fisikawan terapan. Opsi ini berlaku untuk bidang studi apa pun tetapi membutuhkan pengetahuan luas tentang penggunaan matematika dan fisika untuk memecahkan masalah dengan cara baru. Bank, perusahaan pelayaran, dan universitas adalah beberapa pilihan yang menampilkan berbagai pengalaman kerja yang tersedia bagi mereka yang memenuhi syarat. Umumnya, universitas memberikan pengalaman kerja sebagai associate professor dan peneliti setelah menyelesaikan program pasca doktoral.
Setelah bertahun-tahun sebagai seorang profesional, dimungkinkan untuk melamar menjadi fisikawan teoretis. Bekerja sebagai penulis, profesor, atau ahli statistik adalah pekerjaan umum. Setiap posisi mengharuskan fisikawan teoretis meneliti teori baru dan mengembangkan model matematika dan fisika baru untuk menjelaskan pengamatan dengan lebih baik. Albert Einstein adalah fisikawan teoretis paling terkenal dalam sejarah karena dia menjelaskan bahwa semua materi adalah energi yang terkondensasi. Ia juga membuktikan bahwa ruang dan waktu selalu terhubung. Banyak proyeknya berkisar dari energi atom hingga lubang hitam.