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。近5年来，共获国家三大奖19项，其中国家自然科学二等奖1项、国家技术发明二等奖6项、国家科技进步一等奖2项、国家科技进步二等奖10项。共有4个国家重点实验室，分别为水利工程仿真与安全国家重点实验室、内燃机燃烧学国家重点实验室、精密测试技术及仪器国家重点实验室和化学工程联合国家重点实验室。国家工程实验室4个、国家工程技术研究中心1个、国家工程研究中心2个、国家国际科技合作基地3个、教育部重点实验室8个、教育部工程研究中心5个、天津市重点实验室30个、天津市工程中心23个、天津市国际合作基地31个。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。正式获批建设国家重大科技基础设施——大型地震工程模拟研究设施；获批建设合成生物学前沿科学中心，是教育部首批批复建设的7个前沿科学中心之一。学校获批8个国家“高等学校学科创新引智计划”，药学院获批“高校国际化示范学院推进计划”。