Do yêu cầu phải thực hiện cả các thao tác tư duy trí tuệ, tư duy tốn học lẫn các thao tác tư duy vật chất cụ thể, cùng với các hành động chân tay, nên BTTN có vai trị quan trọng và có tác dụng tồn diện trong việc thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ của dạy học vật lí ở trường THPT.
BTTN giúp bồi dưỡng và rèn luyện cho HS các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, phán đốn, khái qt hoá, trừu tượng hoá; các thao tác tư duy vật thể, kỹ năng thực hành vật chất như: xây dựng phương án TN, lựa chọn dụng cụ TN, lắp ráp TN, quan sát, đo đạc xử lí số liệu, vẽ biểu đồ, và cả trực giác khoa học. Mặt khác, HS còn được rèn luyện năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập.
Việc giải các BTTN, như là những nghiên cứu nhỏ, tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận thức cho HS. BTTN đã khắc phục được tình trạng giải bài tập một cách hình thức, áp dụng cơng thức một cách máy móc.
BTTN giúp cho giáo viên phát hiện và bồi dưỡng các em có năng khiếu về vật lí học và về kĩ thuật. Cùng một BTTN HS có thể đưa ra nhiều phương án giải khác nhau, gây ra sự tranh luận sơi nổi trong lớp tạo khơng khí sư phạm tốt. Vì thế BTTN giúp các em hình thành năng lực giao tiếp, rèn luyện kĩ năng sử dụng ngơn ngữ. Trong q trình làm TN các kĩ năng và kĩ xảo sử dụng máy móc, dụng cụ đo lường và các thiết bị TN cũng như một số kĩ năng khác được phát triển.
BTTN có ý nghĩa to lớn về mặt đức dục, trí dục, những BTTN có tính nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi để giáo dục tính tích cực nhận thức, hoạt động thực tiễn của HS.