입자물리학(Particle physics)은 물질을 구성하는 기본 입자와 그 입자들 간의 상호작용에 대해서 연구하는 물리학의 한 분야이다. 이들 입자는 대체로 불안정하여 입자 가속기, 우주선(cosmic ray), 초기 우주 등 매우 높은 에너지 상태에서만 볼 수 있기 때문에 고에너지물리학(High energy physics)이라고도 부른다.
가속기를 이용한 실험의 경우 가속기의 건설 및 운영에 들어가는 비용이 막대하기 때문에 국제 공동연구로 진행하는 경우도 있으며 스위스에 위치한 거대 강입자 충돌기(Large Hadron Collider, LHC)를 이용한 실험이 대표적이다. 애초에 이 장비를 운영하는 CERN 자체도 유럽 공동 연구소다.