Кафедра теоретичної та математичної фізики є базовою кафедрою Київського академічного університету при Інституті теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України.

Кафедра готує магістрів та докторів філософії за спеціальністю 104 Фізика та астрономія з сучасних напрямків фундаментальної теоретичної фізики:

• Властивості темної матерії в контексті розширення Стандартної моделі елементарних частинок (студенти приймають участь у дослідженнях в новому експерименті SHiP на Великому Адронному Колайдері в ЦЕРН, Швейцарія)
• Властивості сильно взаємодіючої матерії, що виникає в ядро-ядерних зіткненнях при високих енергіях (студенти приймають участь у дослідженнях в експерименті ALICE на Великому Адронному Колайдері в ЦЕРН, Швейцарія)
• Космологічні наслідки розширення Стандартної моделі елементарних частинок та модифікованої теорії гравітації
• Сильноскорельовані системи у фізиці конденсованого стану, пов’язані з новими матеріалами – графеном та вейлівськими металами
• Нові методи математичної фізики для дослідження квантових інтегровних систем у фізиці твердого тіла та у квантових суперсиметричних теоріях поля

Магістри кафедри можуть обирати тему та наукового керівника як зі співробітників Інституту теоретичної фізики так і з інших інститутів НАН України. Тут наведено список наукових керівників, що вже висловили бажання опікуватись студентами КАУ та мають досвід такої роботи:

• моделі космології  (доктор фіз.-мат. наук, Штанов Юрій Володимирович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• дослідження сигналів для спостереження темної матерії (кандидат фіз.-мат. наук, Якубовський Дмитро Анатолійович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• властивості сильновзаємодіючої матерії та динаміка релятивістських ядро-ядерних зіткнень (доктор фіз.-мат. наук, Горенштейн Марк Ісакович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., доктор фіз.-мат. наук, Синюков Юрій Михайлович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)
• топологічні фазові  переходи в конденсованому середовищі (доктор фіз.-мат. наук, Гусинін Валерій Павлович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., доктор фіз.-мат. наук, Шарапов Сергій Генадійович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• динаміка нерівноважних систем в енергетичному представленні (доктор фіз.-мат. наук, Лев Богдан Іванович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• нелінійні хвильові явища в конденсованих середовищах (доктор фіз.-мат. наук, Золотарюк Ярослав Олександрович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• зв’язок між нелінійними рівняннями Пенлеве та 2d конформними теоріями поля (доктор фіз.-мат. наук, Іоргов Микола Зіновійович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• квантова оптика та теорія квантової інформації (доктор фіз.-мат. наук, Cеменов Андрій Олександрович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
• дослідження фізичних властивостей ДНК під  зовнішнім впливом (доктор фіз.-мат. наук, Волков Сергій Наумович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., кандидат фіз.-мат. наук, Перепелиця Сергій Миколайович, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.).

Кафедра має співробітництво з CERN, Geneva (Switzerland), University of  Oslo (Norway), University of Tours, Tours (France), Université Savoie Mont Blanc (France), яке  забезпечує можливість стажування магістрів та аспірантів в цих наукових центрах.