L'objectif de l'ENSPG est la formation d'ingénieurs et chercheurs physiciens capables de comprendre, de maîtriser et faire évoluer les différentes technologies issues de la physique de la matière. L'originalité de l'école est de dispenser une formation équilibrée entre physique de base et sciences pour l'ingénieur, les jeunes diplômés trouvant ainsi des débouchés dans un large spectre de secteurs industriels. Pendant les trois premiers semestres, les élèves reçoivent une formation généraliste permettant d'acquérir les bases indispensables à un ingénieur physicien. Ce tronc commun allie formation de base en physique, formation en sciences pour l'ingénieur, langues et sciences de l'entreprise. A l'issu du tronc commun, les élèves s'orientent pour les trois semestres suivants vers une des six filières proposées par l'école. Ces filières couvrent des domaines très variés de la physique, ce qui permet à chacun de trouver la formation qui lui convient. Ces six filières sont :

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