Spezialisierungen innerhalb der Naturwissenschaften, wie sie heute verbreitet sind, entwickelten sich insbesondere im 19. Jahrhundert. So umfasste der Basler Lehrstuhl für Physik damals auch Zoologie, Mineralogie, Metaphysik und Kosmologie; die Chemie wurde von der Physik gar erst 1853 getrennt. Die Interessengebiete der Lehrenden waren meist sehr umfassend. Daniel Bernoulli, der der Basler Physik zum ersten Mal zu internationalem Ansehen verhalf, hat beispielsweise auch in Physiologie und Medizin bedeutende Beiträge zur Forschung geleistet. 

In den Jahren nach Daniel Bernoullis Rücktritt im Jahre 1776 wurde die Lehrtätigkeit wie auch das von ihm gepflegte Physikalische Kabinett mehr und mehr vernachlässigt. Die Instrumente der Sammlung wurden schliesslich aus dem Stachelschützenhaus zurück ins Untere Kollegium verlegt.

Auf den durch das Universitätsgesetz von 1818 der Philosophischen Fakultät zugewiesenen gemeinsamen Lehrstuhl für Physik und Chemie wurde nach mehrjähriger Vakanz 1820 der Basler Peter Merian gewählt. Merian las meist im Winter über Chemie und im Sommer über Physik. In den Physikvorlesungen brachte er seinen Hörern so unterschiedliche Themen wie Wärme- und Elektrizitätslehre, Atmosphärologie, Magnetismus und Optik nahe. 

Ihm folgte als Ordinarius für Physik und Chemie Christian Friedrich Schönbein, der Entdecker des Ozons. Als Teil des Naturwissenschaftlichen Museums zog das Physikalische Kabinett 1849 in das Neue Museum in der Augustinergasse. 1853 wurden Physik und Chemie auf zwei unabhängige Professuren aufgeteilt. Diese Aufteilung fiel mit einer weltweiten Bewegung zusammen, innerhalb derer sich Physik und Chemie als eigene Disziplinen mit eigenen Institutionen verstanden. Schönbein lehrte weiterhin Chemie, während einer der ersten Inhaber des Lehrstuhls für Physik Gustav Wiedemann war.

1863 übernahm Eduard Hagenbach-Bischoff den Lehrstuhl für Physik. Seine Lehrtätigkeit war äusserst vielfältig: neben der Hauptvorlesung zur Experimentalphysik unterrichtete er fortgeschrittene Studierende, aber auch Professoren anderer Fächer in mathematischer Optik, Wärmelehre, Molekularkräften, Meteorologie und Astronomie. Wie viele andere Physiker war Hagenbach-Bischoff fasziniert von der 1837 von Samuel Morse erfundenen Telegraphie, und wollte mit seiner Forschung zur Verbesserung dieser Technik beitragen. Auf ihn geht auch das Hagenbach-Bischoff-Verfahren zurück, das eine Berechnungvorschrift für die Sitzverteilung bei Verhältniswahlen beschreibt. Sie findet heute Anwendung im Schweizer Wahlgesetz, aber auch in Parlamenten anderer Länder, beispielsweise im Slowakischen Nationalrat. Obwohl theoretischer Physiker, blieb Eduard Hagenbach-Bischoff immer in Kontakt mit der neusten Technik. Diese enge Verzahnung von Theorie, Experiment und Technologie prägt bis heute physikalische Forschung und Lehre in Basel.

Zusätzlich zu seiner umfangreichen Lehr- und Forschungstätigkeit bekleidete Hagenbach-Bischoff verschiedene Ämter innerhalb der Universität und in der Politik, u.A. war er Rektor der Universität Basel 1870. Im Laufe seiner Tätigkeit hielt er mehr als hundert öffentliche Vorträge. Zur gleichen Zeit wie Hagenbach-Bischoff war auch der Mathematiker Johann Jakob Balmer als Dozent an der Universität Basel tätig. Sein Name ist verbunden mit der Balmer-Serie von Spektrallinien des Wasserstoffs, für deren Wellenlänge er 1885 eine einfache empirische Berechnungsvorschrift fand, die später im Rahmen der Quantentheorie erklärt werden konnte.