Đây là hướng nghiên cứu truyền thống của bộ môn Vật lý Lý thuyết.
Nghiên cứu sâu rộng các hiện tượng lượng tử của hệ nhiều hạt, cũng như nghiên cứu các tính chất tương tác của hệ cô đặc với ánh sáng.
Hướng nghiên cứu này hiện nay có:
GS. TS. Nguyễn Quốc Khánh
TS. Vũ Quang Tuyên
TS. Nguyễn Hữu Nhã
Ngoài ra, còn có các GV thỉnh giảng ở các Viện và trường đại học khác có liên kết với bộ môn.
Các môn học để theo hướng nghiên cứu này:
1. Các kiến thức đại cương và cơ sở ngành
2. Cơ lượng tử 1,2
3. PP tính toán trong Vật lý lý thuyết
4. Lý thuyết chất rằn, Quang bán dẫn
5. Lý thuyết hệ nhiều hạt, hệ thấp chiều
Chi tiết hơn về công trình và các vấn đề chi tiết có thể tham khảo ở mục Hướng Nghiên Cứu.