Eksperimentalfysik er den gren af fysikken, der undersøger virkeligheden vha. eksperimenter i et laboratorium. Eksperimenterne kan enten have til formål et undersøge en fysisk egenskab i sig selv, eller de kan være modelsystemer, der er forsimplede versioner af virkelige systemer. Eksperimenter kan bruges til at teste hypoteser fra den teoretiske fysik, der er den anden store gren af fysik. Eksperimentelle resultater kan også motivere opstillingen af nye hypoteser. Eksperimentalfysikken er nødvendig jf. den videnskabelige metode.
Hvis det ikke er muligt at opstille kontrollerede eksperimenter, kan observationer af naturen også foretages for at samle empiri. Observationel fysik er den primære metode i astronomi.