Die grundlegenden Themen des Physikunterrichts sind Optik, Wärmelehre, Mechanik, und Elektrizität. Im letzten Jahr der Mittelstufe kommt der Bereich Radioaktivität/ Kernphysik hinzu, in der Oberstufe Atom- und Quantenphysik sowie Relativitätstheorie.
Grundsätzlich stehen Phänomene, Alltagserscheinungen und Experimente im Vordergrund des Unterrichts. In den naturwissenschaftlichen Fachräumen können die Schülerinnen und Schüler an der NAOS viele Experimente in Partner- oder Gruppenarbeit selbst durchführen.
Eine Tradition im Physikunterricht der NAOS sind Exkursionen zur ExperiMINTa in Frankfurt. Neu und gerade in der Testphase ist ein schulinterner NAOS-Physikwettbewerb der 8. Klassen. In der Oberstufe gehören Praktika im Institut für Physik der Universität Mainz zum Unterrichtsprogramm.
Physik wird an der NAOS von Klasse 7 bis 10 zweistündig unterrichtet (Ausnahme: Klasse 9, einstündig). In der Oberstufe ist der Physikunterricht in der Einführungsphase zweistündig. Anschließend kann das Fach Physik als Grundkurs (3-stündig) oder Leistungskurs (5-stündig) belegt und damit auch zum (Haupt-)Prüfungsfach im Abitur werden.
