理学院下设数学系、物理系和物理实验中心，承担学校数学、物理和物理实验公共基础课、本科专业和研究生的培养。学院设有应用物理学和数学与应用数学两个本科专业；物理学和数学两个一级学科硕士授权点，物理学科为天津市高校第五期重点学科，数学与应用数学专业为天津市优势特色专业，物理学科机器视觉与智能运算为天津市特色学科群，光学成像及材料光谱学研究团队为天津市高等学校创新团队；《高等数学》、《概率论与数理统计》、《线性代数》和《大学物理》为市级精品课程，物理实验中心为天津市实验教学示范中心。

学院现有教职工119人，其中教授6人、副教授32人，60%以上教师具有博士学位。学院牢固树立“教学为立院之本，科研是强院之路，教学科研协调发展”的办学指导思想。在应用物理学、数学与应用数学两专业人才培养中，按照考研和就业两个出口设置研究型和应用型培养模式，遵循宽口径厚基础原则，打好扎实的数理理论基础；注重与信息科学、工程实践能力相结合，突出核心能力培养，体现“工科背景、突出理工”特色，培养信息与计算科学、金融工程、应用物理学等领域的应用型人才。

学院牢固树立“教学为立院之本，科研是强院之路，教学科研协调发展”的办学指导思想，注重青年教师教学科研能力培养。教师教学水平突出，目前有天津理工大学公共基础课优秀主讲教师20余名，天津市青年教师基本功竞赛特等奖及一等奖4人、二等奖5人、三等奖5人，另有多名教师在全国、天津市高校数学类微课和物理基础课程讲课比赛中获奖。拥有博士学位的青年教师获批国家自然科学基金项目资助比例高，达到70%以上。

 理学院近三年承担和参与的纵向研究项目十余项(国家级项目(2014年2项，2015年4项，2016年7项)，国际合作2项，省部级基金15项（2014年3项，2015年8项，2016年4项）)，项目总经费（2014年162万，2015年149万，2016年162万）四佰余万元。出版学术专著6部，发表SCI/EI论文（2014年25篇，2015年22篇，2016年28篇）七十余篇，申请发明专利二十余项。 

在学生培养方面，学院注重学生专业素养和实践能力的培养，毕业生考研率位于全校之首，近年来多名毕业生考入清华大学、北京大学、中国科学技术大学、天津大学、南开大学等国内重点高校的研究生，也有学生考入美国加州伯克利分校、纽约州立大学石溪分校、加州大学河滨分校、美国爱丁堡大学、瑞典隆德大学、加拿大布鲁克林大学、伦敦大学国王学院等国外知名高校的研究生。学生就业率也名列学校前茅，毕业生在企事业等部门从事教学、管理等工作，毕业生扎实的专业理论和实践能力受到了用人单位的认可。学院注重师生国际交流与合作，培养学生国际视野，邀请国际知名学者来校开展学术交流。