科学研究与试验发展资经费投入占国内生产总值为2.62%，位列全国省级第五位。截至2018年末，天津市共有国家级重点实验室13个，国家级工程（技术）研究中心12个，国家企业技术中心61家。科研单位包含航空航天、生物医药以及信息产业等多个领域，中国科学院天津工业生物技术研究所中国科学院在津直属研究所。曙光计算机天津产业基地生产的曙光星云，在2010年6月全球超级计算机TOP500排行榜中排名第二。部署于国家超级计算天津中心的业务主机天河一号更在2010年11月取得TOP500的第一位，为当时世界最快的超级计算机