在学科建设上，天津大学形成了以工为主、理工结合，经、管、文、法、教育等多学科协调发展的学科布局。学校设有工学、理学、管理学、教育学、经济学、医学、文学、法学、哲学、艺术学等学科门类，拥有一级学科国家重点学科7个（覆盖21个二级学科），二级学科国家重点学科8个，二级学科国家重点（培育）学科2个，天津市重点学科27个。 国家重点学科 一级学科化学工程与工艺光学工程仪器科学与技术材料科学与工程建筑学水利工程管理科学与工程 二级学科流体力学机械设计及理论动力机械及工程电力系统及其自动化微电子学与固体电子学通信与信息系统检测技术与自动化装置结构工程国家重点培育学科一般力学与力学基础技术经济及管理注：二级学科国家重点学科未列出一级学科国家重点学科已覆盖的21个二级学科
天津市重点学科（27个）：教育学、数学、化学、力学、机械工程、光学工程、仪器科学与技术、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、水利工程、化学工程与技术、船舶与海洋工程、环境科学与工程、生物医学工程、城乡规划、风景园林、软件工程、管理科学与工程、工商管理、公共管理 一级学科硕士点 类别学科名称人文社科类哲学应用经济学法学马克思主义理论教育学理学数学物理学化学生物学 工学力学机械工程光学工程仪器科学与技术材料科学与工程动力工程及工程热物理电气工程电子科学与技术信息与通信工程控制科学与工程计算机科学与技术建筑学土木工程水利工程化学工程与技术船舶与海洋工程环境科学与工程生物医学工程城乡规划学风景园林学软件工程管理学管理科学与工程工商管理公共管理艺术学美术学设计学 医学药学一级学科博士点 类别学科名称理学数学化学生物学工学力学机械工程光学工程仪器科学与技术材料科学与工程动力工程及工程热物理电气工程电子科学与技术信息与通信工程控制科学与工程计算机科学与技术建筑学土木工程水利工程化学工程与技术船舶与海洋工程环境科学与工程生物医学工程城乡规划学风景园林学软件工程管理学管理科学与工程工商管理公共管理二级学科博士点（1个）：职业技术教育学
博士后流动站（23个） 化学力学机械工程光学工程仪器科学与技术材料科学与工程动力工程及工程热物理电气工程电子科学与技术信息与通信工程控制科学与工程计算机科学与技术建筑学土木工程水利工程化学工程与技术船舶与海洋工程环境科学与工程生物医学工程管理科学与工程工商管理数学 城乡规划学学科排名 在2014年6月《泰晤士报高等教育副刊》公布的亚洲大学排名中，天津大学位列内地高校第11名。
在教育部学位与研究生教育发展中心公布的2009-2011年学科评估结果中，天津大学共23个学科参评，14个学科（约60%）进入全国前10，较上一轮增加2个。8个学科（约35%）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。 学科名称 第三轮排名 学科名称第三轮排名化学工程与技术 1 环境科学与工程 8 管理科学与工程 2 力学 9 仪器科学与技术 3 生物医学工程 12 光学工程 3 材料科学与工程 14 建筑学 3 软件工程 16 船舶与海洋工程 4 工商管理 17 水利工程 5 电子科学与技术 17 风景园林学 5 控制科学与工程 17 动力工程及工程热物理 6 机械工程 18 城乡规划学 6 信息与通信工程 20 电气工程 8 计算机科学与技术 26 土木工程 8 质量工程 学校按照“形上形下、达材成德”的理念，致力于培养具有家国情怀、全球视野、创新精神和实践能力的卓越人才。拥有国家级精品课程42门；国家级双语教学示范课程6门；国家级第一类特色专业建设点20个；国家级第二类特色专业建设点4个，战略性新兴产业相关特色专业2个。
天津大学拥有国家级专业综合改革试点项目4项；国家级人才培养创新实验区10个；国家级“十二五”规划教材13种（参编2种）；并有国家级工程实践教育中心12个；国家级实验教学示范中心6个和“国家大学生文化素质教育基地”、“国家示范性软件学院”、“国家集成电路人才培养基地”，是首批“国家大学生创新性实验计划”入选学校。 2011年，天津大学精密仪器与光电子工程学院入选教育部15所国家试点学院之一。
国家级特色专业（建设点）（26个） 批次专业名第一批电子科学与技术港口航道与海岸工程工商管理电子信息工程第二批化学工程与工艺建筑学测控技术与仪器工程管理电气工程及其自动化数学与应用数学第三批材料科学与工程机械设计制造及其自动化土木工程制药工程船舶与海洋工程 第四批应用化学信息工程水利水电工程工程力学第六批材料成型及控制工程热能与动力工程通信工程软件工程建筑环境与设备工程 第七批生物医学工程环境工程国家级精品课程（42门） 序号课程名称课程负责人序号课程名称课程负责人1电工学王萍22材料力学性能王吉会2材料力学亢一澜23理论力学贾启芬3制药工艺学元英进24工程振动与测试刘习军4通信原理侯春萍25无机化学(工科)崔建中5化学工艺学米镇涛26弧焊电源及控制胡绳荪6精细有机合成化学及工艺学冯亚青27工程成本规划与控制王雪青7质量管理何桢28机械制造技术基础张世昌8金属工艺学杨玉虎29测控电路张国雄9基础工业工程齐二石30化工分离过程姜忠义10光电图像处理刘文耀31中国古建筑测绘王其亨11精密机械设计基础裘祖荣32钢结构丁阳12建筑设计基础彭一刚33生物医学光子学赵会娟13电视原理侯正信34机械原理与机械设计陈树昌14化工原理及实验贾绍义35管理统计学刘金兰15运筹学吴育华36合金固态相变赵乃勤16电路基础孙雨耕37有机化学（工科）张文勤17工程光学郁道银38光电子技术姚建铨18国际工程合同管理张水波39化工设计王静康19大气污染控制陈冠益 40材料现代研究方法杜希文20计算机网络基础孟昭鹏41水工建筑物张社荣21物理化学周亚平42反应工程辛峰国家级实验教学示范中心（建设点）（6 个）：化学化工实验教学中心、机械工程实践教学中心、力学工程实验中心、电气电子实验教学中心、 精密仪器与光电子实验中心和材料科学与工程实践教学中心 （注：上述6个中心2012年又获批天津市普通高等学校实验教学示范中心）
国家级工程实践教育中心（12 个）：天津大学-石家庄四药有限公司、天津大学-天津渤海钢铁集团有限公司心、天津大学-天津新港船舶重工有限责任公司、天津大学-潍柴动力股份有限公司、天津大学-北京京仪集团有限责任公司等
人才培养模式创新实验区（10个） 序号负责人项目名称年份1葛宝臻理工科大学生文化素质教育创新实验区2007年2余建星理工类跨学科创新人才培养模式创新实验区2007年3黄田机械与力学类人才培养模式实验区2007年4徐可欣光电与测控类人才培养模式实验区2007年5王成山电气与自动化类人才培养模式实验区2007年6曾坚建筑与规划类人才培养模式实验区2007年7元英进化工与生物类人才培养模式实验区2007年8侯春萍工科高层次班人才培养模式实验区2007年9练继建水土与环境类人才培养模式实验区2007年10崔振铎材料与化学类人才培养模式实验区2007年教学成果 2001年-2009年，学校获国家级教学成果奖29项，其中一等奖8项，二等奖21项。
天津大学国家级教学成果奖一览表 （2001-2009年） 序号项目名称 等级 年度 1 工程创新人才培养体系的研究与实践一等奖 2009 2 化工类多元化和国际化研究生教育创新体系的构建一等奖 2009 3 化工类专业创新人才培养模式、教学内容教学方法和教学技术改革的研究与实施 一等奖 2005 4 独立办学、紧密合作，创新办学体制和人才培养模式 一等奖 2005 5 高等化学资源共建共享平台* 一等奖 2005 6 面向21世纪工科化学系列课程改革的研究与实践* 一等奖 2001 7 面向21世纪热工系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践* 一等奖 2001 8 化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践 一等奖 2001 9 理工复合型人才培养的改革与实践二等奖 2009 10 “三三”实践教学体系的探索与实践二等奖 2009 11 《工程光学》精品课程的建设与实践二等奖 2009 12 材料类复合型人才培养实践教学体系的综合改革与实践二等奖 2009 13 国家“十五”规划教材《水工建筑物》（教材）二等奖 2009 14 强化化工本科生实践能力培养的改革与实践二等奖 2009 15 生物工程与生物技术专业创新人才和实践能力培养的探索与实践二等奖 2009 16 学研互动的大化工实验教学改革与实践*二等奖 2009 17 面向21世纪两套工科精品教材—《物理化学》与《无机化学》（教材） 二等奖 2005 18 工程实践教学新体系和机械工程训练中心建设的研究与实践 二等奖 2005 19 电路网络课程的建设 二等奖 2005 20 实验教学实施体系的建构与管理 二等奖 2005 21 制药工程本科专业建设研究 二等奖 2005 22 开展产学研合作教育、培养高质量创新型人才 二等奖 2005 23 高职高专教育师资队伍建设的研究——高职高专教育师资培训基地建设的理论与实践* 二等奖 2005 24 国际工程市场学（教材） 二等奖 2001 25 面向21世纪工科基础化学课程体系改革与建设 二等奖 2001 26 面向二十一世纪培养高素质仪器仪表类人才 二等奖 2001 27 全面提高综合质量争创更大社会效益的中国古建筑测绘实习改革 二等奖 2001 28 工科基础课程化工类系列CAI课件的研究与开发 二等奖 2001 29 工科基础力学系列课程创新体系改革与建设 二等奖 2001 在各类竞赛中，天大学子相继获国际基因工程机器设计大赛（iGEM）2007年总决赛金牌，与麻省理工学院、加州理工大学、哈佛大学、剑桥大学等名校同获大赛最高奖；2012年国际基因工程机器大赛亚洲区决赛金牌；2010年 ACM国际大学生程序设计竞赛全球决赛中获得国际一等奖；2011年世界总决赛与麻省理工学院并列全球第 27名；2014年全国大学生数学竞赛冠军（非数学专业类）。 截止2012年9月，天津大学有各类留学生1844人，来自118个国家和地区。与世界上34个国家和地区的153所高校、研究机构及公司签署协议。天津大学积极开展科研合作，已与国际机构合作建立了27个国际联合实验室。 在海外成立了2所孔子学院，分别是斯洛伐克布拉迪斯拉发孔子学院和澳大利亚昆士兰大学孔子学院。 学校为“中国-东盟工科大学联盟”秘书处所在单位，“卓越大学联盟”成员高校，“中欧工程教育平台”、“中俄工科大学联盟”合作高校。
天津大学牵头筹建APEC可持续能源中心，并受中国国家能源局委托负责中心管理。APSEC于亚太经合组织第二十二次***非正式会议上写入《北京纲领》，是亚太地区能源可持续合作与发展的机制与平台。