Στο Τμήμα Φυσικής λειτουργούν τρία Προγράμματα Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΠΜΣ):

• ΠΜΣ στη Φυσική με Ειδικεύσεις στη Θεωρητική και στην Πειραματική Φυσική,
• ΠΜΣ στις Ατμοσφαιρικές Επιστήμες και το Περιβάλλον, και
• ΠΜΣ στις Σύγχρονες Ηλεκτρονικές Τεχνολογίες.

τα οποία οδηγούν στην απόκτηση Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης (ΜΔΕ). Η διάρκεια των των σπουδών όλων των  προγραμμάτων ΜΔΕ είναι τρία εξάμηνα (90 ECTS). Στα δύο πρώτα εξάμηνα προβλέπεται η παρακολούθηση κύκλου μεταπτυχιακών μαθημάτων και στο τρίτο εξάμηνο η εκπόνηση μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας. Ο βαθμός του διπλώματος ΜΔΕ υπολογίζεται ως σταθμισμένος μέσος όρος με βάρη τις πιστωτικές μονάδες ECTS. Η εισαγωγή στα προγράμματα μεταπτυχιακών σπουδών είναι δυνατή κατόπιν εξετάσεων οι οποίες διενεργούνται στην αρχή κάθε ακαδημαϊκού έτους.