衡阳师范学院物理学专业首创于1958年，1999年起招收本科学生，是教育部第一类特色专业建设点。经过50多年的积累沉淀，师资队伍、科学研究、学科建设、人才培养等方面都取得了长足的进步。学科点坚持“光与电”齐头并进、理论与应用紧密结合的策略，光电优势明显、应用特色鲜明。光学学科为湖南省十二五重点建设学科，2018年依托物理学科的电子与通信工程被国务院学位委员会增列为工程硕士学位授权点，办学层次获得提升。同年10月物理学科获评为湖南省“双一流”应用特色学科，2019年物理学专业被确定为湖南省一流本科专业建设点。目前拥有“光电调控与检测技术”湖南省高校重点实验室、“铀矿勘查技术”湖南省工程研究中心、“光电信息技术”湖南省应用基础研究基地等省级以上学科平台。

学科带头人为张登玉博士。1998年获得中国科学院安徽光机所光学专业博士学位，2005年被确定为湖南省首批新世纪121人才工程人选。现为物理学二级教授、硕士生导师、湖南省物理学会高师分会理事长、湖南省光学重点建设学科带头人、湖南省应用特色学科(物理学) 带头人、湖南省自然科学创新研究群体项目“量子调控光电信息技术及应用”带头人、湖南省教育科学中小学教师培养研究基地首席专家、教育部普通高等学校本科教育工作审核评估专家、教育部普通高等学校师范类专业认证专家。主要科学研究领域为光电信息技术。在《Physical Review A》、《Journal of Physics B》等国际知名期刊上发表SCI论文30多篇，出版学术专著4部，主编教材2部。主持和承担国家级、省级重要科研项目近10项。以第一完成人获得湖南省人民政府自然科学奖三等奖、衡阳市科技进步一等奖各1项。以第一完成人获得湖南省优秀教学成果一等奖1项、三等奖2项、湖南省教育科学研究优秀成果二等奖1项，湖南省第二届民族教育优秀教育教学成果奖三等奖1项。作为学科带头人，学科建设成效显著。负责的光学课程被评为湖南省精品课程，主持的“光电课程组教学团队”获批省级教学团队、“光电基础理论和实践研究生教学团队”获批为省级研究生优质教学团队。目前主持湖南省一流本科专业(物理学)建设点1个、湖南省“十三五”专业综合改革试点项目1个、湖南省普通高校创新创业教育中心1个，主持教育部第二批新工科研究与实践项目(国家级)和湖南省首批课程思政建设研究项目各1项。曾被评为“湖南省优秀教师”、“湖南省师德先进个人”、“湖南省高校青年骨干教师”和“湖南省高校科技工作先进工作者”等，获全国曾宪梓教育基金优秀教师奖。

经过多年建设，已经发展成学术积淀深厚，科研风格鲜明，师资力量雄厚的研究团队。“量子调控光电信息技术及应用”为湖南省自然科学基金创新研究群体，“光电课程组教学团队”为湖南省普通高校省级教学团队，“光电基础理论和实践研究生教学团队”为湖南省研究生优质教学团队。目前，本学科已形成光学、材料物理和应用物理三个稳定的研究方向；且拥有一支学历结构、职称结构和年龄结构较为合理，富有团队合作精神和创新意识的教师队伍。现有成员38名，其中含有教授10名，博士31名。高级职称人数占总学科人数的比例近70%，具有博士学位的成员比例为90%。学科成员中有省121人才工程3人，省学科带头人、省杰青、湖湘青年英才各1人，省芙蓉学者讲座教授1人，省青年教学能手1人，省高校青年骨干教师10人。衡阳师范学院 “英才计划”人选中有10名博士来自本学科。

近年来，主持获批国家级科研项目24项，省自科基金项目、科技计划项目和教育厅科研重点项目、青年项目42项，进校经费近1000万元；主持获得省自然科学奖2项、省科技进步奖1项，省教学成果奖一等奖1项、二等奖1项、三等奖1项；主持获得教育部国家级新工科研究与实践项目2项、教育部产学研协同育人项目15项；获得湖南省自然科学优秀学术论文奖二等奖等论文获奖7项，衡阳市科技进步奖6项。2021年获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）自然科学奖二等奖和湖南省技术发明奖一等奖各1项，均为学校首次获得此类奖项。学科现有物理学教育部第一类特色专业建设点、教育部-中兴通讯ICT产教融合创新基地等省部级重要科研和教学支撑平台10余个；在量子信息与光子学相关的学科前沿及重要应用、放射性气体治理的新方法以及新型分子电子器件设计及提高光、电学性能等方面取得了创新性成果并形成特色，在国内外有一定影响。以平台支撑和科研项目为依托，本学科学术成果丰硕，共发表论文300多篇，其中SCI论文164篇，EI论文32篇，部分论文发表在Reports on Progress in Physics、Carbon、2D Materials、Physical Review A等国际著名刊物上，出版专著2部。学科点坚持走基础研究与应用开发相结合之路，目前签订了产学研合作协议20多项，已获得授权的发明专利30多项(美国发明专利1项)，实用新型专利40余项，其中一大批成果已经转化获得应用，为许多企业和行业解决了实际问题，产生的经济效益显著。

近年来在学科组成员的精心指导下，物理专业本科毕业生近十年考取硕士生比例年均44%，其中多数被录取到浙江大学、中山大学等全国著名的985、211大学；在省级以上师范技能竞赛或教学比武获奖30多项，在各类学科竞赛中获省级以上奖励120多项，其中在近四届湖南省大学物理竞赛中所取成绩均位居同层次院校榜首；获省级以上研究性学习和创新性实验计划项目24项，获实用新型专利30项，发表论文15篇，在大学生创新及课外学术科技作品竞赛中获省级以上奖励12项。2015-2020年物理学专业被艾瑞深中国校友会网在《中国大学本科专业评价报告》中列为4星级专业，进入中国高水平专业行列。物理专业毕业生就业率高质量好，受到各中学或教育机构的青睐和广泛好评，且供不应求。