Fiziki kosmologiya kosmoloji modellərin öyrənilməsi ilə məşğul olan kosmologiyanın bir hissəsidir. Kosmoloji model və ya sadəcə kosmologiya, kainatın geniş miqyaslı quruluşlarını və dinamikasını təsvir edir və mənşəyi, quruluşu, təkamülü və son taleyi ilə bağlı əsas sualları öyrənməyə imkan verir. kosmologiya, bir elm olaraq, göy cisimlərinin Yerlə eyni fiziki qanunlara və bu fiziki qanunları ilk dəfə anlamağa imkan verən Nyuton mexanikasına tabe olmasını nəzərdə tutan Kopernik prinsipi ilə ortaya çıxdı.

Fiziki kosmologiya, 1915-ci ildə Albert Einşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin inkişafı ilə başladı, ardından 1920-ci illərdə böyük kəşflər edildi: əvvəlcə Edvin Hubble kainatın Samanyolu xaricində çox sayda xarici qalaktikanı ehtiva etdiyini kəşf etdi; sonra Vesto Slifer və digər alimlərin əsərləri ortaya çıxdı. digərləri kainatın genişləndiyini göstərdilər. Bu irəliləyişlər kainatın mənşəyi ilə bağlı fərziyyələr irəli sürməyə imkan verdi və Georges Lemaitre-nin Böyük Partlayış nəzəriyyəsini aparıcı kosmoloji model kimi irəli sürməsinə imkan verdi. Bəzi tədqiqatçılar hələ də bir neçə alternativ kosmologiyaya riayət edirlər bununla birlikdə, əksər kosmoloqlar böyük partlayış nəzəriyyəsinin müşahidələri ən yaxşı şəkildə izah etdiyinə razıdırladırlar.

1990-cı illərdən bəri müşahidə kosmologiyasındakı əhəmiyyətli irəliləyişlər, o cümlədən kosmik mikrodalğalı fon, uzaq fövqəlnovalar və qalaktikaların qırmızı sürüşməsinin öyrənilməsi standart kosmoloji modelin inkişafına səbəb oldu. Bu model Kainatın çox miqdarda qaranlıq maddə və qaranlıq enerji ehtiva etməsini tələb edir, təbiəti hazırda tam başa düşülməmişdir, lakin model bir çox fərqli müşahidələrlə mükəmməl uyğunlaşan ətraflı proqnozlar verir.

Kosmologiya əsasən nəzəri və tətbiqi fizikada bir çox fərqli tədqiqat sahələrinin işinə əsaslanır. Kosmologiya ilə əlaqəli sahələrə hissəciklər fizikası təcrübələri və nəzəriyyəsi, nəzəri astrofiziaka və astrofizika müşahidələri, ümumi nisbilik, kvant mexanikası və plazma fizikası daxildir.