天科現有三個校區：河西柳林校區（畝）、濱海塘沽校區（原有19170畝，現有未知畝）、濱海泰達校區（已規劃872.091615畝+2010年天科耗資2億余元購置420畝尚未規劃=1292.091615畝）。校園占地面積1600余畝，建築面積50多萬平方米，教學儀器設備總值24287.54萬元。其中大壹新生全部在泰達校區就讀，大二機械學院、電信學院、包印學院、國際學院、計算機學院搬回柳林校區學習生活。而理學院、食品學院、化工學院、海洋學院、生物學院、藝術學院長期駐紮在泰達校區。經管學院、法政學院、外國語學院情況暫不確定，學校可能在近幾年將河西校區整體遷入泰達校區。 河西柳林校區坐落於風景秀麗的渤海之濱、海河之畔、天津第二高校區，與天津財經大學、天津職業技術師範大學毗鄰。
濱海塘沽校區位於塘沽老城區營口道26號，1996年改為938號，位於塘沽區政府西側，占地面積12.78平方公裏（包含原附屬實習廠——鹽化廠），修建於1956年，1957年天津科技大學海洋學院（原天津輕工業學院鹽業化學工程系）進駐。後成為天津科技大學海洋學院和生物學院的主要教學園區，直至2004年搬入泰達校區，辦學使用48年。
1994 年, 根據天津市津政函[1993]2 號《關於建立新技術產業園區塘沽海洋高新技術小區批復》的決定, 經過同市、區充分協商, 除在園區內留0.3平方公裏，園區外留0.48 平方公裏的土地外, 其余原鹽化廠大部分土地(約12平方公裏)由塘沽區收回土使用權, 作為塘沽海洋高新技術園區使用，鹽化廠停辦，留用士地由院接管。
濱海泰達校區坐落於最具競爭活力的中國經濟發展第三極——天津濱海新區。天津科大泰達校區位於濱海新區核心區，中國最大創造經濟產值最多的天津經濟技術開發區（簡稱泰達）。濱海新區現在也屬天津市區之壹，其中以前的天津市區稱為中心城區。科大泰達校區周圍最多的是工廠，南靠十三大街、北至東海北路、東臨黃海路、西到洞庭路、西南與泰達森林公園接壤，東北與“魚人碼頭”相臨，南為“北大清鳥軟件學院”，西為“泰達職業技術學院”，東為“包裝產業園”。此外中新生態城、北塘總部基地等壹大批項目也已然崛地而起。暫時的交通有104、505、517、651、835、880、有軌電車。
天津科技大學和天津經濟技術開發區（泰達TEDA）於2001年11月簽訂了“天津經濟技術開發區、天津輕工業學院（2002年3月更名為天津科技大學）合作協議書”，根據合作協議書，在天津經濟技術開發區西北部高校園，南靠十三大街、北至東海北路、東臨黃海路、西到洞庭路、西南與泰達森林公園接壤，建設“生態型、國際化、開放型”的“天津科技大學泰達校區”。該校將在泰達校區設置本科生和研究生層次的教育，設置大壹新生基礎教育、藝術、海洋、生物、精細化工、食品、信息工程等符合開發區高科技產業發展方向的專業和科研院所，為開發區經濟發展服務。壹座國際先進、國內壹流的現代化大學校園將屹立於渤海之濱，成為濱海新區又壹亮點。
此外天津經濟技術開發區對天科新校區啟動三年內所使用的水、電、氣、熱提供50%的補貼外，還提出協助天科向銀行貸款第壹期辦學資金不足部分，並為天科提供三年的貼息。而天科的義務則是承擔開發區所轄各企事業單位人員的知識更新等繼續教育及應盡的各項義務。
2010年天科在現有泰達校區東側耗資2億余元購置420畝辦學用地，暫時尚未規劃完成。