物理層（ぶつりそう、英: physical layer）は、OSI参照モデルにおける第一層で、伝送媒体（電気信号や光）上にてビット転送を行うための物理コネクションを確立・維持・解放する電気・機械・機能・手続き的な手段を定義する。 具体的にはモデムやの制御を行い、WANやLANなど通信回線を介しビット単位で信号を伝送している。TCP/IPにおけるリンク層に相当する。 この層は技術的な参照モデルの最下層であり、上位層から要求された仕様を満たすような物理現象の存在を要求する。実装可能な物理層の仕様は利用する物理現象により制約される。利用する物理現象の制約を超えた通信を行うことは不可能である。
