לימודי הפיזיקה בתיכון מקנים לתלמיד כלי חשיבה מדעית, לכן מקצוע הפיזיקה ברמה של 5 יח"ל מהווה מפתח ללימודים בפקולטות יוקרתיות: פיזיקה הוא מקצוע חובה לכל נירשמי הטכניון. לימודי הנדסה וחשמל בכל הפקולטות בארץ, כמו גם בתי הספר לרפואה, מחייבים ידע בפיזיקה ברמה מורחבת. חברות התעשייה העילית (היי טק) מקדמות בברכה בעלי תארים גבוהים בפיזיקה.
בתיכון נלמדים פרקים במכניקה, חשמל ומגנטיות ונושאים בקרינה וחומר הנקשרים למציאות היומיומית ומאפשרים להבין "איך דברים עובדים ולמה" .
בלימוד הפיזיקה בחמד"ע גישת ההוראה משלבת מעבדה עם ציוד מתקדם ושימוש בטכנולוגיה וקישור לחיי יום יום. הלימודים משולבים ניסויי תלמיד רבים ותכני ההוראה התאורטיים מודגמים ומיושמים במערכות מדידה עם ציוד משוכלל משולב מחשב. במהלך הלימודים מושם דגש רב על ההתנסות המדעית כחלק ממיומנויות הידע והחשיבה החוקרת.
גישה משולבת זו של למידה פעילה, התנסות בניסויים וחקר מהווה את הליבה של לימוד הפיזיקה בחמד"ע. הלמידה כמובן מהווה הכנה מעולה לבחינות הבגרות.
