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，4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，3个国家国际科技合作基地，8个教育部重点实验室，5个教育部工程研究中心，23个天津市重点实验室，27个天津市工程中心，22个天津市国际合作基地。有国家自然科学基金委创新研究群体3个，教育部创新团队12个，国防科技创新团队1个。2017 年，学校科研成果日益显现，4 项成果获国家科学技术奖，4 项成果获高等学校科学研究优秀成果奖，32 项成果获天津市科学技术奖，6 项专利获中国专利奖，6 项专利获天津市专利奖。2017年，科研经费实现了稳定和持续的增长，实到科技经费总量26.7亿元，获批重点研发计划15 项，排名全国高校前列;获批国家科技重大专项课题1 项、国家自然科学基金项目345 项、天津市自然科学基金68 项。人文社会科学逐渐发展壮大，社科项目立项数量提升、研究领域多元化，获批国家社科基金项目14 项，4 家智库入选中国智库索引(CTTI)来源智库。据2017年中信所发布数据, 2016年度我校SCI收录论文3095篇， EI收录论文3617篇;据学校图书馆数据，2017年我校SCI收录论文数3531篇。学校科技产业蓬勃发展，2017年，与省、市、区新签订科技合作协议4个, 新增校企联合研发机构10个，目前已建立校企联合研发机构66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。
天津大学建校122年来，为祖国培养了20余万名高层次人才，为我国近代工业体系的创立和现代经济社会的发展做出了不可磨灭的贡献。革命先驱张太雷，经济学家马寅初，外交家王宠惠、王正廷，数学家秦汾，著名诗人徐志摩等无数先贤，“两弹一星”功臣吴自良、姚树人，香港实业家荣智健等均曾在这里秉烛夜读;著名法学家赵天麟、桥梁专家茅以升、机械学家刘仙洲、化工专家侯德榜、水利学家张含英、物理学家张国藩、教育家李曙森等知名学者都曾在此执鞭任教。据不完全统计，学校校友中有“两院”院士60余位，大学校长50余位。建国以来，学校培养了一大批高级领导干部，数百名国家特大型企业负责人和总工程师。特别引人注目的是，天津大学校友在2008北京奥运会场馆建设中成功“会师”：崔恺(中国建筑设计研究院奥运项目总指挥)、李兴钢(国家体育场 ——“鸟巢”中方设计主持人)、赵小钧(国家游泳中心——“水立方”中方总设计师)等十余位领军人物均为天津大学毕业生。
学校重视国际交流与合作，现有各类留学生3046人，来自140个国家和地区。与世界上42个国家和地区的210所高校、研究机构及公司签署协议。在海外成立了3所孔子学院，分别是斯洛伐克布拉迪斯拉发孔子学院、澳大利亚昆士兰大学孔子学院和法国尼斯大学孔子学院。
在世纪之初，学校制订了面向新世纪的总体发展目标和“三步走”发展战略：努力把学校建设成为世界知名高水平大学，并在本世纪中叶建设成为综合性、研究型、开放式、国际化的世界一流大学。
