Pengitlakan simetri dalam fizik hingga ke invarian di bawah pelbagai jenis pengubahan telah menjadi salah satu alat dalam fizik teori. Lihat teorem Noether (yang mana, sebagai pemudahan terlampau, keadaan bahawa untuk tiap hukum simetri, terdapat sebuah hukum kekekalan) untuk penjelasan. Teori kelompok telah menjadi salah satu luas dalam matematik yang paling banyak dipelajari ahli fizik; simetri daripada transformasi kumpulan simetri banyak menjelaskan topik mengenai fizik partikel (contohnya, gabungan elektromagnetik dan daya lemah) dan kosmologi.