贵金属功能材料全国重点实验室聚焦我国贵金属资源匮乏及关键对外依存度高的问题，主要研究方向包括贵金属功能材料的智能化、减量化、资源化。重点攻关贵金属特种功能材料、催化功能材料的制备、优化及循环利用等关键技术，推动贵金属材料的自主保障，为我国贵金属产业的自立自强和科技发展提供关键技术支撑。
高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室聚焦我国高端制造领域对高性能轧辊的重大需求，聚焦超耐磨轧辊材料制备与大尺寸多层级复合成形，攻克超耐磨宽幅轧辊强韧化协同难、大尺寸多层级精准复合控制难、正向设计与全周期性能预测难等瓶颈难题，致力于打造我国轧辊领域战略科技力量，为国家建设提供钢铁及有色金属加工方案。
智能配用电装备与系统全国重点实验室面向“大规模新能源消纳、高可靠供电与能效提升”国家重大战略需求，聚焦“配用电装备全生命周期服役特性演进与可靠性提升”和“配用电系统分层分区时空能量平衡与运行模式重塑”两大科技问题，布局配用电装备与系统设计理论及方法、能效提升与可靠性增长、柔性互联与智能协同、分布式智能电网资源聚合与源荷互动四项重点任务，旨在实现从理论、到装备、到集群、再到系统的全链条科技创新，为我国配用电装备可靠性提升、新能源接纳能力增强、综合能耗降低提供坚强技术支撑。
绿色合成与转化教育部重点实验室主要依托天津大学化学工艺学科而建立，实验室现有固定人员50人，流动人员36人，包括中国工程院院士1名，国家杰出青年基金获得者5人、优秀青年基金获得者4人、青年长江学者1人；拥有 2个科技部创新团队、1个教育部创新团队，已形成以院士、杰青等为学术带头人的结构合理的人才梯队。实验室在传承发展石油化工的基础上，瞄准与国民经济、社会发展及国家安全相关的重大科技问题，聚焦国际绿色化学发展的前沿，开展与能源、资源的高效转化与清洁利用相关的创新性应用基础研究，形成了优势显著、特色鲜明的三个研究方向。
光电信息技术教育部重点实验室(天津大学)是教育部首批建设的38个重点实验室之一。该实验室始建于上世纪90年代，依托于国家重点一级学科——天津大学光学工程学科。实验室拥有光学工程一级学科硕、博士学位授予权以及光电子与光子学技术二级学科硕、博士学位授予权，还设有光学工程博士后流动站。
天津大学智能电网教育部重点实验室是国内电气工程领域重要的研究实验基地，它依托我校电力系统及其自动化这一国家重点学科建设。实验室的前身是建设于上世纪五十年代的天津大学电力系统动态模拟实验室。经过半个多世纪的建设，已从原先单一的电力系统动态模拟实验室发展成面向智能电网发、输、变、配、用等各个环节的综合实验室。
本实验室依托天津大学“化学工程与技术”国家重点学科，始建于2007年，是国内最早开展系统生物工程和合成生物学的研究基地。聚焦生物医药、能源、生物基化学品合成等国家重大需求，聚焦世界科技前沿，以生物信息分析、合成生物学和生物过程工程为核心，模型模拟与实验相结合，定位在应用基础研究。形成了特色鲜明的研究方向：1）生物信息学与合成生物学，2）生物反应与代谢工程，3）生物分离工程，4）工业生物过程的系统分析与优化。是系统生物工程和合成生物学领域世界著名的研究机构之一，同时成为了高级人才培养的重要基地。
