Четири центра Института су препознати од Републике Србије и од ЕУ као центри изврсности. У центрима изврсности ради 75% укупног броја истраживача и доктораната на Институту за физику, а њихове области експертизе уједно одређују и основне научне и технолошке приоритете и компетенције Института.
Центар за чврсто стање и нове материјале
Mикроскопска и спектроскопска карактеризација материјала
Руководилац: академик Зоран Поповић, научни саветник
Центар за изучавање комплексних система
Ултрахладни квантни гасови, нелинеарна динамика, јако корелисани електронски системи, електронски транспорт у материјалима, грануларни материјали, техно-социјалне, биолошке и нано комплексне мреже. Kординатор суперрачунарског постројења PARADOX.
Руководилац: др Антун Балаж, научни саветник
Центар за неравнотежне процесе
Нискотемпературне плазме и гасна пражњења
Руководилац: академик Зоран Петровић, научни саветник
Центар за фотонику
Класична и квантна оптика, холографија
Руководилац: др Бранислав Јеленковић, научни саветник, дописни члан САНУ
