物理學的研究，無論是概念的建立還是規律的發現、概括，都需要思維的加工，與一般的思維過程相比較，在共性之中，物理學科的思維又有其個性，對這種個性的準確瞭解和把握，有助於加強物理教學中的針對性和靈活性。
1．模型化
物理學科的研究，以自然界物質的結構和最普遍的運動形式爲內容。對於那些紛繁複雜事物的研究，首先就需要抓住其主要的特徵，而捨去那些次要的因素，形成一種經過抽象概括了的理想化的“典型”，在此基礎上去研究“典型”，以發現其中的規律性，建立新的概念。這種以模型概括複雜事物的方法，是對複雜事物的合理的簡化。而抽象概括和簡化的過程，也正是人腦對事物的思維加工過程。模型就是一種概括的反映，就是概念，亦即是一種思維的形式。
把握好物理模型的思維，是學生學習物理的困難所在之一，物理論文《淺論物理學科的思維特點》。然而，在中學物理教學中，模型佔有重要的地位。物理教學，首先是引導學生步入模型這個思維的.大門，適應並掌握這種思維形式，具備掌握物理模型的思維能力。
2．多級性
任何一門學科，其內容都不會是孤立的存在，不可避免地會與其他學科有或多或少的聯繫。在本學科內，一個物理問題的提出、解決，其後所牽涉到的問題，可能有許多個環節，問題的解決所經歷的思維過程，往往需要分作幾個過程、階段或幾個方面、幾步。須經歷分析、綜合的相互轉換，往復循環，逐級上升。本文謂此特點爲物理思維的多級性。
一般說，物理思維的多級性，亦包括了模型的轉換。無疑，這種思維的多級性，要求更高的思維能力，這是對於思維能力培養的一次推進。而對於步入新階段學習的學生來說，是一個新的水平，也是對思維惰性的一個衝擊。從開設物理課開始，便須注意不斷地引導並培植學生髮現新問題、解決新問題的敏銳能力，鼓勵學生勤於鑽研、深於追究的思維品質。
3．多向性
許多物理問題的解決，並不只有一種辦法。同一個問題，從不同的方面出發，用不同的方法，都可以得到同一個結果。
還有一些問題則不同，並不只有一個結果存在，需要作全面的分析。而解決這類問題所需要的思維過程，須是開放性的。即依據一定的知識或事實，靈活而全面地尋求對問題的各種可能的答案。這種特點，被稱作發散思維或求異思維。