En el Departamento Física de Altas Energías se realizan investigaciones que pretenden contribuir a la búsqueda para identificar y estudiar las propiedades de los constituyentes básicos de nuestro universo. Se trabaja tanto en temas experimentales como teóricos (desde fenomenología hasta aspectos más formales). Los trabajos de investigación se organizan en torno a 3 áreas principales: Astropartículas, Campos y Cuerdas, y Materia en Condiciones Extremas.

El Departamento participa activamente en dos colaboraciones experimentales multinacionales de alta relevancia a nivel mundial: ALICE y el Observatorio Pierre Auger. La colaboración ALICE (A Large Ion Collider Experiment) ha construido un sofisticado detector para estudiar los productos de choques de núcleos pesados producidos en el acelerador de partículas más potente del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC),de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), en Ginebra, Suiza. Estas colisiones reproducen por un breve instante el plasma de quarks y gluones que existió instantes después de la Gran Explosión que dio origen a nuestro universo. El Observatorio Pierre Auger es un gigantesco detector que cubre un área de 3000 kilómetros cuadrados cerca de Malargüe, Argentina. Su función es detectar rayos cósmicos, partículas provenientes del espacio que bombardean constantemente la atmósfera terrestre. Más específicamente, la colaboración Pierre Auger busca determinar la naturaleza de los llamados rayos cósmicos ultraenergéticos, que son de hecho las partículas más energéticas del universo (alcanzando energías decenas de millones de veces más altas que en el LHC).