بعض المسائل الرئيسية التي لم تُحل في الفيزياء هي نظرية، وهذا يعني أن النظريات الموجودة تبدو غير قادرة على تفسير ظاهرة معينة ملحوظة أو نتيجة تجريبية. مما يعني أن هناك صعوبة في إنشاء تجربة لاختبار نظرية مقترحة أو التحقيق في ظاهرة بمزيد من التفصيل.
لا يزال هناك بعض أوجه القصور في النموذج القياسي للفيزياء، مثل أصل الكتلة، وتذبذبات النيوترينو، وعدم تناسق المادة المضادة، وطبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة. تكمن مشكلة أخرى في الإطار الرياضي للنموذج القياسي نفسه النموذج القياسي غير متسق مع النظرية النسبية العامة، لدرجة أن إحدى النظريات أو كلاهما تنهار في ظل ظروف معينة (على سبيل المثال ضمن اختصارات الزمكان المعروفة مثل الانفجار العظيم ومراكز الثقوب السوداء وراء أفق الحدث).