天津大学、南开大学是天津市两所历史悠久的名校，10年来，仅一墙之隔的两校遵循“理工结合、文理渗透、优势互补”的原则，整合创新力量和资源，突破体制机制障碍，在人才培养、科技创新等方面开展合作，建立了协同创新的战略联盟。
2000年12月25日，教育部与天津市政府签署重点共建南开大学、天津大学的协议。2001年，比邻而居的两校利用各自办学优势和教学资源配置互补的特点，通过互开素质教育课程、互开辅修专业、互修双学位、互推免试研究生、互聘任课教师、开放实验室等项目建设，在高素质拔尖创新人才培养方面展开深度合作。合作办学以来，互开素质教育课程50多门，57000人次选课；互设辅修专业2个，2400名学生学习；260余名学生互修双学位；400余名学生互推免试研究生；两校名师如数学大师陈省身、加拿大皇家学院院士叶嘉莹、中科院院士张春霆等都曾为对方学校学生授课；两校还建设联合实验楼，供学生共同学习实验。
两校在本科生和研究生的联合培养模式上进行了有益探索。在本科生培养方面，两校2003年合办“分子科学与工程”和“光电子技术科学”两个新专业，联合招生并进行轮换制培养，组建专业教学指导小组，联合制定培养方案、聘任授课教师，迄今已有300余名学生毕业。合办的新专业填补了我国高校的专业空白，培养了紧缺人才。在研究生培养方面，两校开设互选课程、互聘教师，举办“南开大学-天津大学研究生联合学术节”，形成包括院士论坛、院长论坛、人文沙龙等子栏目在内的大讲堂和学术征文活动。在此基础上，两校正进一步筹划推出硕博“双学位”项目、“双导师”制、研究生精品课程等。
如今，两校图书馆实现馆际互借、互阅，互为研究生及教师办理对方借阅证，并共建刘徽应用数学研究中心、天津绿色化学化工国家实验室、光电信息技术科学教育部重点实验室。