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矿物物理学应用固体物理学、量子化学的理论和近代物理化学技术研究矿物，探讨矿物结构、矿物物理、矿物化学和矿物成因中的本质问题。其中以矿物谱学的研究比较成熟，它研究矿物在电磁波辐射情况下所出现的吸收和发射现象。在电磁波辐射下，矿物内部的离子（或原子）中的电子（或核）的状态发生变化，对电磁波产生吸收、反射或再反射，从而可以得知矿物中离子的电子能级，进而推知离子的价态、配位、局域对称、有序无序和键性等许多信息。矿物谱学主要包括矿物的红外光谱、拉曼光谱、穆斯堡尔谱、X射线光谱、吸收光谱、反射光谱、发光光谱、顺磁共振和核磁共振等。近年来采用了魔角旋转和交叉极化等新技术，使核磁共振谱的性能获得极大的改进，可以对许多种原子核进行探测。这样对大量造岩矿物，特别是碳酸盐矿物的谱学研究有相当大的意义，核磁共振也可用于硅酸盐和铝硅酸盐玻璃的研究。与同步加速器有关的谱仪的使用也是矿物谱学的一大技术进展，它作为重要的辐射源，以外延X射线精细结构和X射线吸收近边结构谱来研究矿物和玻璃。在第30届国际地质大会矿物物理学学科讨论会中，论文亦以谱学研究居多，使用方法有红外光谱、魔角旋转核磁共振波谱、电子顺磁共振波谱、X射线光电子能谱及以同步辐射为光源的X射线吸收谱等，研究的问题包括矿物结构、缺陷和色心、元素的价态及谱的分析方法的改进等。80年代在矿物物理学上的重要进展是化学键理论的引入。它主要包括晶体场理论、分子轨道理论、能带理论等，如利用晶体场理论，可以定量地处理吸收光谱结果，解释Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Ni等含铁族、稀土族和钠属离子在矿物中择位、有序及热力学的分配等；应用分子轨道理论可以研究硅酸盐及大量含氧基团、较简单的硫化物和氧化物等；应用能带理论可以解释矿物的反射光谱和电学性质等。总之，化学键理论可探讨晶体配位、矿物几何构型及其存在的温压范围，计算力常度和聚合度，以及在计算机帮助下确定矿物组分、形成矿物各种结构的能量，从而得出不同温压状态下具有最低能量的矿物相，或者最可能出现的稳定矿物相。在矿物能量状态方面，对离子晶体，求出其能量包括带电离子间长程作用力和近邻离子的短程作用力；对非离子晶体，80年代发展了晶格动力学的方法，对30多种矿物的计算取得了较好的效果。近年来准晶态的发现，不但列有新的准晶态结构模型，还对准晶态矿物能量状态方面提出了新的研究课题。在矿物晶体结构方面需引起注意的是，天然矿物晶体结构往往偏离理想矿物结构，这种偏离将会提供矿物形成及形成之后所经历的许多信息。天然矿物晶体常常存在缺陷，如空位、杂质、位错、层错界面等。透射电镜、扫描电镜和近年来隧道显微镜的使用，打开了1μm以下矿物显微领域，使人们能够进一步认识矿物的复杂世界。 
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