超低能耗碳捕集国际联合研究中心（International joint research center for ultra-low energy carbon capture），依托中低温热能高效利用教育部重点实验室（天津大学）及天津大学机械工程学院等研究机构展开国际化建设，并于2019年获得天津市科学技术局认定。中心以“耗碳捕集技术低能耗化”为研究目标，以应用基础研究为主，兼顾工程转化，建设应对碳捕集技术能耗过高挑战的应用基础研究中心、国际学术交流中心和创新人才培养基地。
光纤传感与通信国际合作基地依托天津大学“光学工程”国家重点学科、光电信息技术教育部重点实验及教育部111引智计划项目，深入开展光纤力热磁等多参量测试技术研究，包括光纤压力传感、光纤扰动传感、光纤声振动传感、光纤气体传感、光纤应变温度传感、光纤电磁传感等。与美国、英国、日本、澳大利亚、法国等多所国际知名学术机构开展了实质性合作与交流。研究成果在航空、航天、国防、水利、电力等多个重要领域得到推广和应用。
天津大学和德国亥姆霍兹吉斯达赫研究中心（HZG研究中心）自2006年就开展了科技交流和科研项目合作，2009年12月，在天津市成立了天津大学-HZG研究中心生物材料和再生医学联合实验室，2010年5月在德国泰托市成立了天津大学-HZG研究中心生物材料和再生医学联合实验室，现在已经发展成为生物材料与组织工程国际合作联合实验室。该实验室和国外著名高校及研究所广泛地开展学术交流，建设成为具有较高科研水平和实力的国际合作基地。
天津市能源化工国际联合研究中心以绿色合成与转化教育部重点实验室、国家精馏工程中心、天津化学化工协同创新中心为依托，围绕能源化工研究主题，进行多方位的国际合作与创新人才培养。本中心长期与国际知名课题组进行国际合作，与包括哈佛大学、斯坦福大学在内的18所国际顶尖科研机构、大专院校建立了长期稳定的国际合作关系。本中心成立以来成果显著，在国内外具有较大影响力，吸引国外研发机构主动与本中心开展研究合作。
天津市物联网国际联合研究中心，主要聚焦以物联网、人工智能技术为核心的产学研深度对接，现阶段已经完成与德国阿伦应用技术大学组建物联网与工业4.0研究院，与企业商会组建了天津市物联网与工业4.0研究院，同时正在与海尔衣联网智慧生态研究院、海尔互联洗衣机合作，落地实现工业物联网的产业升级。
水资源可持续利用与生态构建技术国际联合研究中心于2017年获天津市科技局授牌成立，依托天津滨海生态关键带保护与功能构建技术工程中心，中国-新加坡可持续水资源管理联合中心等平台，与美国佐治亚理工学院、新加坡南洋理工大学、澳大利亚昆士兰大学、俄罗斯科学院水环境研究所等国际知名院校，围绕水资源可持续综合利用、生态功能构建等关键技术，开展全方位深层次国际合作，建设技术先进和工程创新的国际生态环保技术研发中心。
微纳机电系统（M/NEMS）国际联合研究中心于2018年12月获天津市科技局批复挂牌成立。依托天津大学微纳机电系统(M/NEMS)实验室隶属精密测试技术及仪器国家重点实验室， 现有教授4人，青年教师8人，是一个以中青年科研人员为骨干的创新型研究团队。多年来致力于研发应用在移动终端、可穿戴设备、生命生物等领域的微纳米传感器执行器等核心元件及系统。中心与美国耶鲁大学、德国马普所等著名高校研究所进行着长期合作。
天津市座舱空气革新性环境研究中心（Center for Cabin Air Reformative Environment, CARE）国际合作研究基地筹建于2011年，于2016年由天津市科委认定挂牌。中心依托国家973项目“大型客机座舱空气环境关键科学问题研究”，联合美国波音公司、ANSYS等大型国际企业，以及中国商飞、国家航天员科研训练中心、中国南车等机构形成联合研究中心，从事座舱环境相关的研究。 基地是国际首个针对交通工具密闭舱内空气环境，进行基础理论-高新技术-测试评价等“一条龙”式全程研究的国际研发平台，大力支持航空、航天、高铁、以及各种车辆产业发展，为提升天津大学在国际科技领域地位起到支撑作用。
工业结晶与粒子过程国际合作联合实验室，瞄准国际一流研究方向，与国外一流的研究院所、一流的教授学者开展科研合作。主要涉及工业结晶领域的4个前沿方向：蛋白质结晶纯化、药物高效化的晶体工程、纳米结晶与应用、工业结晶过程机理。合作单位包括美国麻省理工学院、德国马普生物物理研究所、英国剑桥大学等11个科研机构或高等学府。
合成生物技术国际科技合作基地（International Joint Research Center of SynBio）于2013年9月获得科技部国际合作司授牌成立，依托于系统生物工程教育部重点实验室、生物化工国家重点学科和“合成生物技术”重大863项目，将通过合成生物技术领域的顶级机构多方位的国际合作，推动我国合成生物技术研究的跨越式提升。围绕合成生物技术国际前沿，开发新技术和新方法，针对重要的能源和医药产品进行从元件、模块到人工生物体系的研究，包括人工设计、构建、组装和多层次的适配等。