天津大学设有卫津路校区、北洋园校区和滨海工业研究院校区。卫津路校区占地总面积136.2万平方米，北洋园校区占地总面积243.6万平方米，滨海工业研究院校区占地总面积30.9万平方米。

天津大学卫津路校区环境整洁，景色优美，被誉为花园式学校，每年4月中旬的海棠季吸引上万市民前来参观。学校卫津路校区有两座总建筑面积为2.6万平方米的图书馆，北洋园校区有一座4.3万平方米的图书馆，两校区馆藏书刊总量近300万册，另有多种音像资料、微缩资料1.45万种，电子数据库86个。

天津大学北洋园校区占地总面积243.6万平方米，规划总建筑面积130万平方米，于2015年9月投入使用。北洋园校区传承了厚重典雅的北洋元素风貌，同时充满和谐、智慧的现代气息。2015年9月12日，被天津大学师生称作新校区“最美建筑”的学校新图书馆正式投入使用。15年竣工的北洋园校区采用“书院式”住宿——同一个学院的全部本科生住在一个小的建筑群里，类似一个大的四合院（基本为4或5层公寓楼），本科生为4人间，研究生为2人间，博士生为一人间，博士夫妻可以申请双人套间。内置为上床下桌式，同时衣柜，书架，桌子更加舒适合理，除了饮水机以外，新校区每个宿舍可以申请空调。天津大学北洋园校区选址于海河中游南岸，位于天津市中心城区和滨海新区之间，天津“双城相向拓展”的中心区域——津南区海河教育园区中部、生态绿廊西侧，用地范围东至园区纬二路、南至津港快速路、西至蓟汕联络线、北至园区纬六路。北洋园校区距离老校区约23公里。天津大学北洋园校区与南开大学新校区比邻而建，两校之间有1平方公里共享景观绿化带，北侧与多所高职院校临近，有利于资源共享，优势互补。北洋园校区地块有先锋河、卫津河等多条河流，两校分别位于景观绿化带的东西两翼，周边河流围绕、绿荫环抱，自然环境优美。交通方面，未来北洋园校区可通过地铁M3、M6现实现与卫津路校区的联系，且北洋园校区周边有津晋、津港等多条快速道路交织，交通便捷。