日本科学振兴会Fellow，1985年获得美国物理学会Fellow。获选为院士后，他又于1994年获得中华物理学会会士，1997年获得台美基金会杰出人才奖，2002年获得第三国际科学院院士，2004年获得英国物理学会Fellow，2007年获得第4届总统科学奖（数理科学组）。
家庭.郑天佐的双胞胎弟弟郑天佑是生物物理学家，两人同为台湾奈米科技研究的重要人物。