中山大学物理科学与工程技术学院成立于1996年，其前身物理学系是中山先生1924年创立中山大学时建立的首批院系。1952年院系调整，中山大学物理学系与1921年建立的岭南大学物理学系合并，组成当时的中山大学物理学系。1978年从物理学系分出电子学系。1996年在物理学系基础上成立物理科学与工程技术学院。2000年由物理学系与力学系组成物理科学与工程技术学院实体化。2005年力学系划归工学院。2006年成立光学与光学工程系和微电子学系。学院现有物理学系、光学与光学工程系和微电子学系三个系。设有物理学、材料物理、光信息科学与技术、微电子学、信息显示与光电技术、微电子学（与香港理工大学联合培养）等六个本科专业。学院着力培养适应社会发展需求、能够从事教育、科研、工程和管理方面工作的高级人才。
学院历史上曾经拥有一批著名的物理学教授，包括1932中国物理学会创会会员：朱物华、柳金田、夏敬农、钟盛标、许浈阳、诸圣麟、朱志涤教授；解放初期中国物理学教育的前辈王子辅、高兆兰等；在教学科研方面有突出成就的李华钟、郭硕鸿、张进修、莫党、鲍诚光、罗蔚茵教授等。他们的言传身教、身体力行为学院教学和科研奠定了深厚的基础，形成了学院务实、敬业、爱生的优良传统。
学院师资力量雄厚，现有教师117人，其中教授47人，包括中国科学院院士1人，教育部长江学者特聘教授和讲座教授6人，国家杰出青年基金获得者9人；副教授36；博士生导师39人。中青年教师绝大多数具有博士学位。兼职教师15人，其中院士2人。
学院教学条件优越，拥有物理学国家理科基础科学研究和教学人才培养基地、国家集成电路人才培养基地和物理学国家级实验教学示范中心，致力打造“强理强工”特色，是广东省唯一同时拥有理学（物理学）和工学（光学工程、材料科学与工程）博士、硕士学位授予权一级学科单位。学院拥有理论物理、粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、光学、光学工程、材料物理与化学、微电子学与固体电子学等7个博士学位授予权点，拥有理论物理、粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、光学、光学工程、材料物理与化学、微电子学与固体电子学、电力电子与电力传动、光伏技术与应用及核科学与技术等10个硕士学位授予权点；拥有凝聚态物理国家重点学科和光学国家重点（培育）学科；拥有物理学、光学工程和材料科学与工程等3个博士后流动站。
学院科研条件完善，拥有光电材料与技术国家重点实验室、广东省显示材料与技术重点实验室、广东省低碳化学与过程节能重点实验室、广东省光伏技术重点实验室等17个国家级、省级和校级科研机构。学院科研实力雄厚，近年来承担了国家科技部"973"计划项目、纳米科学国家重大研究计划项目、国家"十五""863"计划项目、国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金创新群体项目、国家自然科学基金重点项目、广东省"十五"科技攻关重大专项项目等等国家级、省部级及产学研合作科研项目。目前在研项目200余项；在研科研总经费达2.56亿元。2000年以来，获国家自然科学二等奖二项，广东省科学技术一等奖五项，广东省科学技术二等奖三项，教育部二等奖二项。
学院十分重视并不断发展与国内外兄弟院校的合作与交流，与美、英、法、德、加拿大、澳大利亚、瑞典和香港等多个国家和地区建立密切联系，聘请了杨振宁、朱经武、沈元壤等国内外著名专家学者担任名誉教授；参与了由丁肇中教授主持、16个国家合作的“阿尔法磁谱仪”重大国际空间合作项目。
2009年学院获得“全国教育系统先进集体”称号。