O termo físico-química está correcto e encontra-se registado em dicionários gerais de língua:

Dicionário Houaiss

«ciência interdisciplinar, de limites indefinidos, que visa estudar as propriedades macroscópicas de um sistema, relacionando-as com a sua estrutura microscópica ou, por um processo inverso, partir da estrutura microscópica, obtendo as suas propriedades macroscópicas por métodos da física e da química; químico-física [A fronteira entre a físico-química e a física é tênue e, com o advento da física moderna, tende a desaparecer em grande parte das situações.]»

Dicionário da Língua Portuguesa Contemporânea (Academia das Ciências de Lisboa)

«Ciência que engloba simultaneamente os domínios da física e da química, no estudo que faz dos corpos.»

O termo ciências físico-químicas aparece sem definição no verbete de físico-químico, adjectivo que significa «que se refere simultaneamente à física e à química».

De harmonia com o Acordo Ortográfico de 1945, escreve-se com maiúscula inicial «[...] os nomes de ciências, ramos de ciências e artes, quando em especial designam disciplinas escolares ou quadros de estudos pedagogicamente organizados [...]» (Base XLIII). Com o Acordo Ortográfico de 1990, é facultativa a maiúscula inicial (Base XIX, 1.º g).