物理与光电工程学院起源于湘潭大学1976年成立的数理系，1977年开始招收培养第一届物理学专业本科生。1981年单独成立物理系，2002年撤系成立材料与光电物理学院，2014年9月更名为物理与光电工程学院。经过40多年的建设与发展，现已成为学科平台齐全、师资力量雄厚、科研势头强劲、人才培养显著的院系之一。学院现设物理系、微电子科学与工程系、测控技术与仪器系、光电信息科学与技术系、大学物理教学中心、基础物理实验教学中心、实验管理中心。物理学和微电子科学与工程为国家一流本科专业，测控技术与仪器、光电信息科学与工程为湖南省一流本科专业。拥有“物理学韶峰班”、“微电子卓越班”和“天文学天机班”等本科拔尖人才培养平台。

学院学科平台齐全。现有物理学一级博士点和物理学博士后科研流动站、物理学和电子科学与技术两个一级学科硕士点、电子信息类工程硕士点（集成电路工程、光电信息工程和仪器仪表工程）。物理学为ESI全球前1%学科，并入选湖南省国内双一流培育学科；拥有“微纳能源材料与器件物理”教育部创新团队、“技术物理”国家级教学团队、“计算物理及其应用”国家级精品课程、“微纳量子能源材料及其应用”湖南省自然科学创新研究群体、“低维凝聚态物理与功能材料”湖南省高校科技创新团队；建有“微纳能源材料与器件”湖南省重点实验室、“微光电与系统集成”湖南省工程实验室、“计算凝聚态物理与材料量子工程”和“恒星与星际物质”两个湖南省高校重点实验室；与美国密苏里大学和韩国延世大学建立有联合人才培养项目。

师资力量雄厚。学院现有教职工113人（不含兼职教授），其中专任教师87人，实验技术人员9人，教学辅助人员17人；专任教师中教授30人、副教授30人，博士生导师34人；高层次人才群体突出，有国家优秀青年基金项目获得者1人，教育部跨(新)世纪人才基金获得者2人，湖南省科技创新领军人才1人，湖南省“芙蓉学者”特聘教授2人，湖南省“芙蓉学者”青年学者1人，湖南省“百人计划”特聘教授1人，湖南省“百人计划”青年项目入选者1人，湖南省杰出青年基金获得者4人，湖南省优秀青年基金获得者1人，湖南省科技人才托举工程中青年学者1人，湖南省湖湘青年英才计划入选者3人，宝钢优秀教师1人，湖南省121人才工程入选3人。另聘有多位国内外知名物理学家和企业界骨干任兼职教授。

科研势头强劲。学院建有涵盖材料表征、光谱分析、光电测试与超算模拟等尖端科研教学平台，配备扫描隧道电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、显微激光拉曼光谱仪，光电探测与器件测试综合平台以及高性能计算集群系统。近五年来，承担国家自然科学基金重点项目、国家优秀青年基金项目、科技部重点研发计划课题、教育部创新团队项目、国家自然科学基金面上与青年项目等省部级以上科研项目100余项，科研总经费5000余万元，科研实力稳居学校前列。在Nature、Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev. B、Appl. Phys. Lett.、Nano.Lett.、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Astrophysical Journal等国内外重点刊物发表学术论文700余篇（三大检索系统收录），授权发明专利60项、实用新型专利30余项，软著50余项，获得湖南省自然科学奖等省部级以上科研奖励多项。

人才培养成效显著。学院历年来累计培养各类毕业生万余人，其中本科生8000余人、研究生2200余人。毕业生以基础好、适应快、素质高、能力强而深受用人单位青睐。毕业生中，涌现出包括20余名国家重大人才计划入选者在内的众多学术精英、企业高管和党政管理干部。学院毕业生获得全国百篇优秀博士论文2篇、全国百篇优秀博士论文提名奖1篇、全国挑战杯赛和数学建模等高级别竞赛奖励近300项，涌现了中国大学生自强之星、宝钢奖学金特等奖提名奖、全国百佳优秀志愿者、湖南省首届金牌志（义）工奖、省十佳学生班长、广州军区优秀国防生等大批学生典型。全院本科毕业生一次性就业率保持在90%以上、升学率在40%左右。