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物理假说是研究者面对新实验、新现象和新问题等物理事实，结合原来的物理学体系不断思考，大胆猜想和假设，给出的假定性解释。这种推测性的思维过程依靠直觉思维，具有整体性、跳跃性、猜测性的特点，是最具创造性的活动。
1．物理假说的来源。（1）理论与实践的矛盾：一个新的事实被观察到了，过去用来说明同类事实的理论无法解释该事实，就需要新的解释方式。比如勒纳德发现了光电效应的实验规律，其实验事实与经典理论产生了尖锐的矛盾，而爱因斯坦在普朗克能量子假说的基础上提出光量子假说，完美解释了光电效应。（2）理论自身的矛盾：由于人类认识的局限性，一定阶段自洽的理论在另一阶段就会发现不自洽的一面。比如爱因斯坦狭义相对论的两条基本假设是在深入分析伽利略相对性原理、牛顿力学、麦克斯韦电动力学之间的矛盾后建立的。（3）理论的新突破：理论的突破标志着人类对自然的认识进一步深化，使得理论一方面更好地说明自然现象，另一方面能够逻辑地预见新的、即将为我们感知的事物和规律。比如麦克斯韦电磁理论的建立带来了电磁波的预言。
2．提出物理假说遵循的原则。（1）解释性原则：在某一领域内的假说，要能解释一致全部的事实和实验规律，否则要进行修正或摒弃，如汤姆孙原子结构模型与α粒子散射实验矛盾，需要摒弃。（2）预见性原则：物理假说要能提供进一步研究的方向，如爱因斯坦狭义相对论质能关系 E = mc 2 预言了原子能的存在。（3）可检验原则：物理假说必须能够接受检验，可以被直接或间接检验，如玻尔原子假说能接受原子光谱的检验，麦克斯韦位移电流假说能间接接受现代无线电技术的检验。（4）简洁性原则：物理假说要尽量简洁，现代物理学家把简洁性看成一个很重要的哲学信念，如科学巨匠爱因斯坦认为“物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西”。
3．构建假说的基本方法。（1）类比法：通过对两个不同的物理事物进行比较，找出它们的相似点或相同点，然后以此为依据，把其中某一物理事物的相关知识迁移到另一物理事物中去，从而对另一物理事物的规律作出假定性的说明。比如卢瑟福受到太阳系模型的启发，再根据α粒子散射实验的结果，提出原子核结构模型。（2）臻美法：通过对美的追求，探索物理事物的本质和规律，从而提出假说。在物理学的研究中，对科学美的追求是科学家永恒的目标，理论的完善过程就是一种臻美的过程，比如爱因斯坦的光量子假说是在牛顿与惠更斯的学说基础上，吸收两人假说的合理之处，构建出符合物理事实的光与粒子的完美对立统一体“光子”。（3）逆向思维法：指为实现某一创新或解决某一因常规思路难以解决的问题而采取反向思维提出物理假说的方法。比如L·德布罗意在接触了光量子假说后思考，提出德布罗意波假说：光量子假说把过去认为本质上是波的光加以粒子化，那么本质上是粒子的实物粒子可以看成波，具有波动性。该假说被认为是物理学史上最有创新精神的假说。（4）理想化方法：是对实际问题的科学抽象，抓住研究对象或研究过程的本质，忽略次要因素，使得物理过程或物理图像更加清晰。比如爱因斯坦采用理想化的电梯实验，导致广义相对论中“等效原理”假说的提出。
作为有待验证的理论——物理假说形成以后，要寻找事实根据，作出实例说明，得到一些结论，然后反馈进行检验，此过程大多是从一般到特殊的演绎过程，需要应用逻辑思维。
当假说经受住了观察与实验的检验之后，便发展为理论，如热的唯动说、光的电磁波说、量子假说、物质波假说等等。当假说被实践证明是错误的之后，这种假说就要被否定，或者不断修正形成新的假说，逐渐接近真理。