物理科学与技术学院下设物理系和物理实验中心，承担学校物理和物理实验公共基础课、本科专业和研究生的培养。学院设有应用物理学本科专业。物理学一级学科为天津市重点学科，物理学科牵头获批机器视觉与智能运算天津市特色学科群，光学成像与材料光谱学团队获批成为天津市高校创新团队，获批天津市量子光学与智能光子学重点实验室，物理实验科普基地获批天津市科普基地。

天津理工大学物理学科已有30多年的发展历史。自1987年成立以来，先后建有“凝聚态物理”和“光学”两个二级学科硕士点，2007年获批显示材料与光电器件教育部重点实验室，并于2011年获批物理学一级学科硕士点，2017年被评为天津市重点学科，于2020年成立光电物理研究所。依托物理学科，2012年物理实验中心获批成为天津市实验教学示范中心，2020年获批应用物理学天津市一流本科专业建设点。2018年物理学科机器视觉与智能运算获批成为天津市特色学科群，光学成像及材料光谱学科研团队获批为天津高等学校创新团队，2022年获批天津市量子光学与智能光子学重点实验室，2023年获批物理市级科普基地，2025年获批天津市激光光谱与成像智能诊断校企联合实验室。2026年天津理工大学撤销理学院建制，组建物理科学与技术学院。

面向国家和天津市战略需求，物理学科依托晶体材料全国重点实验室、显示材料与光电器件教育部重点实验室、天津市量子光学与智能光子学重点实验室等高水平科研平台，围绕光学、凝聚态物理、原子与分子物理、计算物理等开展基础科学研究。