আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান মূলত কুইন্টাম মেকানিক্স, আপেক্ষিকতা তত্ত্ব এবং শক্তির মৌলিক ধারণা নিয়ে গঠিত, যা ২০শ শতকে বিপ্লব ঘটিয়েছে। আলবার্ট আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্ব, বিশেষ করে তার মহাকর্ষের সূত্র এবং সময়-স্থান সম্পর্কিত ধারণাগুলি, মহাবিশ্বের কার্যপ্রণালীকে নতুনভাবে বোঝার সুযোগ করে দিয়েছে। একইভাবে, কুইন্টাম মেকানিক্স পারমাণবিক এবং সাবঅ্যাটমিক স্তরের অণু, কণা এবং শক্তির আচরণকে ব্যাখ্যা করে, যা আমাদের প্রযুক্তিগত উন্নতি যেমন কম্পিউটার, সেমিকন্ডাক্টর, এবং লেজার প্রযুক্তির ভিত্তি। এছাড়া, হিগস বোসন কণা, ডার্ক ম্যাটার, ব্ল্যাক হোল এবং মহাবিশ্বের বিস্তার নিয়ে তাত্ত্বিক গবেষণা আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র। আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান শুধু তাত্ত্বিক নয়, এটি আধুনিক প্রযুক্তির নানা দিকেও বাস্তব প্রভাব ফেলে, যা আমাদের দৈনন্দিন জীবনকে নতুন মাত্রায় উন্নত করেছে।