全书分为4篇，共13章。第1篇力学，第2篇电磁学，第3篇光学，第4篇量子理论基础。第1篇力学中第1章质点和刚体力学是学习其他知识的先修内容；第3篇光学中的第11章现代光学和第四篇量子理论基础中第13章量子信息科学基础是用于选讲或自学的内容。本书以全面培养学生的科学素养和研究能力为目标，不仅强调基本概念、基本理论和基本方法，而且也重点体现科学思想、体系的建构和发展趋势。另外，在每一篇的开始加入学科的发展史，能够使学习者掌握学科发展中的重要思想和标志性成果。在每一章的开始插入著名科学家的名言，将人文素养与自然科学有机结合。在每一章的后面附上干支明晰的知识网络图，展示本章的知识结构和脉络。