理學院下設數(shù)學系、物理系和物理實驗中心，承擔學校數(shù)學、物理和物理實驗公共基礎課、本科專業(yè)和研究生的培養(yǎng)。學院設有應用物理學和數(shù)學與應用數(shù)學兩個本科專業(yè)；物理學和數(shù)學兩個一級學科碩士授權點，物理學科為天津市高校第五期重點學科，數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)為天津市優(yōu)勢特色專業(yè)，物理學科機器視覺與智能運算為天津市特色學科群，光學成像及材料光譜學研究團隊為天津市高等學校創(chuàng)新團隊；《高等數(shù)學》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》、《線性代數(shù)》和《大學物理》為市級精品課程，物理實驗中心為天津市實驗教學示范中心。

學院現(xiàn)有教職工119人，其中教授6人、副教授32人，60%以上教師具有博士學位。學院牢固樹立“教學為立院之本，科研是強院之路，教學科研協(xié)調(diào)發(fā)展”的辦學指導思想。在應用物理學、數(shù)學與應用數(shù)學兩專業(yè)人才培養(yǎng)中，按照考研和就業(yè)兩個出口設置研究型和應用型培養(yǎng)模式，遵循寬口徑厚基礎原則，打好扎實的數(shù)理理論基礎；注重與信息科學、工程實踐能力相結合，突出核心能力培養(yǎng)，體現(xiàn)“工科背景、突出理工”特色，培養(yǎng)信息與計算科學、金融工程、應用物理學等領域的應用型人才。

學院牢固樹立“教學為立院之本，科研是強院之路，教學科研協(xié)調(diào)發(fā)展”的辦學指導思想，注重青年教師教學科研能力培養(yǎng)。教師教學水平突出，目前有天津理工大學公共基礎課優(yōu)秀主講教師20余名，天津市青年教師基本功競賽特等獎及一等獎4人、二等獎5人、三等獎5人，另有多名教師在全國、天津市高校數(shù)學類微課和物理基礎課程講課比賽中獲獎。擁有博士學位的青年教師獲批國家自然科學基金項目資助比例高，達到70%以上。

理學院近三年承擔和參與的縱向研究項目10項，國際合作2項，省部級基金4項，項目總經(jīng)費300余萬元。出版學術專著6部，發(fā)表SCI/EI論文70余篇，申請發(fā)明專利20余項。

在學生培養(yǎng)方面，學院注重學生專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力的培養(yǎng)，畢業(yè)生考研率位于全校之首，近年來多名畢業(yè)生考入清華大學、北京大學、中國科學技術大學、天津大學、南開大學等國內(nèi)重點高校的研究生，也有學生考入美國加州伯克利分校、紐約州立大學石溪分校、加州大學河濱分校、美國愛丁堡大學、瑞典隆德大學、加拿大布魯克林大學、倫敦大學國王學院等國外知名高校的研究生。學生就業(yè)率也名列學校前茅，畢業(yè)生在企事業(yè)等部門從事教學、管理等工作，畢業(yè)生扎實的專業(yè)理論和實踐能力受到了用人單位的認可。學院注重師生國際交流與合作，培養(yǎng)學生國際視野，邀請國際知名學者來校開展學術交流。