Seksjonen for teoretisk fysikk har lenge hatt fokus på partikkelfysikk-fenomenologi ved CERN. Det er for tiden forskningsaktivitet i seksjonen som har som mål å finne signaturer på ny fysikk utover standardmodellen i partikkelfysikk-eksperimenter.
I tillegg har seksjonen i den senere tid rettet mer aktivitet mot det å forstå hva universet består av. Spesielt sentralt er spørsmålet om hva partikkelnaturen til mørk materie er.
Noe av forskningsaktiviteten i seksjonen er også fokusert på studiet av visse sider ved strengteorier.