超低能耗碳捕集國際聯合研究中心（International joint research center for ultra-low energy carbon capture），依托中低溫熱能高效利用教育部重點實驗室（天津大學）及天津大學機械工程學院等研究機構展開國際化建設，并于2019年獲得天津市科學技術局認定。中心以“耗碳捕集技術低能耗化”為研究目標，以應用基礎研究為主，兼顧工程轉化，建設應對碳捕集技術能耗過高挑戰的應用基礎研究中心、國際學術交流中心和創新人才培養基地。
光纖傳感與通信國際合作基地依托天津大學“光學工程”國家重點學科、光電信息技術教育部重點實驗及教育部111引智計劃項目，深入開展光纖力熱磁等多參量測試技術研究，包括光纖壓力傳感、光纖擾動傳感、光纖聲振動傳感、光纖氣體傳感、光纖應變溫度傳感、光纖電磁傳感等。與美國、英國、日本、澳大利亞、法國等多所國際知名學術機構開展了實質性合作與交流。研究成果在航空、航天、國防、水利、電力等多個重要領域得到推廣和應用。
天津大學和德國亥姆霍茲吉斯達赫研究中心（HZG研究中心）自2006年就開展了科技交流和科研項目合作，2009年12月，在天津市成立了天津大學-HZG研究中心生物材料和再生醫學聯合實驗室，2010年5月在德國泰托市成立了天津大學-HZG研究中心生物材料和再生醫學聯合實驗室，現在已經發展成為生物材料與組織工程國際合作聯合實驗室。該實驗室和國外著名高校及研究所廣泛地開展學術交流，建設成為具有較高科研水平和實力的國際合作基地。
天津市能源化工國際聯合研究中心以綠色合成與轉化教育部重點實驗室、國家精餾工程中心、天津化學化工協同創新中心為依托，圍繞能源化工研究主題，進行多方位的國際合作與創新人才培養。本中心長期與國際知名課題組進行國際合作，與包括哈佛大學、斯坦福大學在內的18所國際頂尖科研機構、大專院校建立了長期穩定的國際合作關系。本中心成立以來成果顯著，在國內外具有較大影響力，吸引國外研發機構主動與本中心開展研究合作。
天津市物聯網國際聯合研究中心，主要聚焦以物聯網、人工智能技術為核心的產學研深度對接，現階段已經完成與德國阿倫應用技術大學組建物聯網與工業4.0研究院，與企業商會組建了天津市物聯網與工業4.0研究院，同時正在與海爾衣聯網智慧生態研究院、海爾互聯洗衣機合作，落地實現工業物聯網的產業升級。
水資源可持續利用與生態構建技術國際聯合研究中心于2017年獲天津市科技局授牌成立，依托天津濱海生態關鍵帶保護與功能構建技術工程中心，中國-新加坡可持續水資源管理聯合中心等平臺，與美國佐治亞理工學院、新加坡南洋理工大學、澳大利亞昆士蘭大學、俄羅斯科學院水環境研究所等國際知名院校，圍繞水資源可持續綜合利用、生態功能構建等關鍵技術，開展全方位深層次國際合作，建設技術先進和工程創新的國際生態環保技術研發中心。
微納機電系統（M/NEMS）國際聯合研究中心于2018年12月獲天津市科技局批復掛牌成立。依托天津大學微納機電系統(M/NEMS)實驗室隸屬精密測試技術及儀器國家重點實驗室， 現有教授4人，青年教師8人，是一個以中青年科研人員為骨干的創新型研究團隊。多年來致力于研發應用在移動終端、可穿戴設備、生命生物等領域的微納米傳感器執行器等核心元件及系統。中心與美國耶魯大學、德國馬普所等著名高校研究所進行著長期合作。
天津市座艙空氣革新性環境研究中心（Center for Cabin Air Reformative Environment, CARE）國際合作研究基地籌建于2011年，于2016年由天津市科委認定掛牌。中心依托國家973項目“大型客機座艙空氣環境關鍵科學問題研究”，聯合美國波音公司、ANSYS等大型國際企業，以及中國商飛、國家航天員科研訓練中心、中國南車等機構形成聯合研究中心，從事座艙環境相關的研究。 基地是國際首個針對交通工具密閉艙內空氣環境，進行基礎理論-高新技術-測試評價等“一條龍”式全程研究的國際研發平臺，大力支持航空、航天、高鐵、以及各種車輛產業發展，為提升天津大學在國際科技領域地位起到支撐作用。
工業結晶與粒子過程國際合作聯合實驗室，瞄準國際一流研究方向，與國外一流的研究院所、一流的教授學者開展科研合作。主要涉及工業結晶領域的4個前沿方向：蛋白質結晶純化、藥物高效化的晶體工程、納米結晶與應用、工業結晶過程機理。合作單位包括美國麻省理工學院、德國馬普生物物理研究所、英國劍橋大學等11個科研機構或高等學府。
合成生物技術國際科技合作基地（International Joint Research Center of SynBio）于2013年9月獲得科技部國際合作司授牌成立，依托于系統生物工程教育部重點實驗室、生物化工國家重點學科和“合成生物技術”重大863項目，將通過合成生物技術領域的頂級機構多方位的國際合作，推動我國合成生物技術研究的跨越式提升。圍繞合成生物技術國際前沿，開發新技術和新方法，針對重要的能源和醫藥產品進行從元件、模塊到人工生物體系的研究，包括人工設計、構建、組裝和多層次的適配等。