在学科建设上，形成了以工为主、理工结合，经、管、文、法、教育等多学科协调发展的学科布局。现有62个本科专业，37个一级学科硕士点，27个一级学科博士点，23个博士后科研流动站。教育部学位与研究生教育发展中心公布的2012年学科评估(业界称为第三轮科评估)结果中，天津大学14个学科进入全国前10，较上一轮增加2个。8个学科进入全国前5，较上一轮增加1个。其中化学工程与技术学科再次蝉联全国第1，实现三连冠;管理科学与工程学科由上轮第8升至全国第2;仪器科学与技术、光学工程和建筑学等3个学科分别位居全国第3;船舶与海洋工程学科位居全国第4;水利工程和风景园林学等2个学科分别位居全国第5。由我校牵头培育组建的“天津化学化工协同创新中心”，于2013年通过教育部认定，成为全国首批14个“2011协同创新中心”之一。

学校科研实力雄厚，始终聚焦国家重大战略需求、聚焦世界科技发展前沿，取得了丰硕的成果。有4个国家重点实验室，3个国家工程实验室，1个国家工程技术研究中心，3个国家工程研究中心，2个国家科技成果重点研究推广中心，1个国家文物重点科研基地，84个省部级重点实验室、工程(技术)中心、重大专项分中心、人文社会科学重点研究基地等科研基地。有国家创新研究群体1个，教育部创新团队8个，国防科技创新团队1个。十五以来，有47项成果获国家科技奖励，3项成果入选“中国高校十大科技进展”，471项成果获省部级科技奖励。2016年，科研经费实现了稳定和持续的增长，科技经费总量25.05亿元，新立千万元以上大项目14项，获批国家自然科学基金资助316项，获批直接经费21462.25万元，间接经费3518万元，授权专利1081项，其中2项发明专利获得第十八届中国专利优秀奖。4项成果获国家科学技术二等奖，2项为第一完成单位，4项成果获高等学校科学研究优秀成果奖，其中2项一等奖，1项青年科学奖。24项成果获天津市科学技术奖，15项为第一完成单位，其中9项一等奖。据中信所发布数据, 2015年度我校SCI收录论文2835篇， EI收录论文3359篇;据学校图书馆数据，2016年我校SCI收录论文数3087篇，一二区论文比重达到49.7%。学校科技产业蓬勃发展，2016年度，与省、市、区新签订科技合作协议8个, 新增校企联合研发机构9个，目前已建立校企联合研发机构56个。加强区校科技深度合作，大力推进天津大学(武清)前沿技术研究院、滨海工业研究院、青岛海洋工程研究院和山东研究院等异地研究院建设，切实服务地方社会经济发展。