自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所隶属于中华人民共和国自然资源部，总部位于天津市南开区，为公益二类事业单位，是中国专门从事海水资源利用技术研究的科研机构。

1978年，经中华人民共和国国务院批准，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所成立。

2003年12月，经中华人民共和国人事部和全国博士后管理委员会批准设立博士后科研工作站。

2007年4月，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所顺利通过ISO9001：2000质量管理体系扩证审核。

2008年11月，国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心成立暨揭牌仪式在天津举行。

2009年11月，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所顺利完成ISO 9001﹕2000质量管理体系2009年第二次内部审核。

2013年11月，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所建立海水淡化技术国家地方联合工程实验室。

2018年3月，根据国务院机构改革方案，组建中华人民共和国自然资源部，撤销国家海洋局，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所随机构改革划转；4月10日，中华人民共和国自然资源部挂牌，研究所正式更名为自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所。

2021年2月，由天津市中海水处理科技有限公司与自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所联合共建的天津市绿色海水水处理药剂企业重点实验室正式认定并挂牌。

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所拥有300余人的科学研究、技术支撑和业务管理队伍，3人享受国务院政府特殊津贴，1人入选国家级百千万人才工程，40%以上人员具有高级职称。

国务院政府特殊津贴获得者（不全）：阮国岭、张秋丰

新世纪百千万人才工程国家级人选：阮国岭

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所拥有11个业务部门、6个创新平台、4个所属企业、1个共建机构、3个标准、检测机构、3个国际组织以及3个学术社团。

国家工程技术研究中心：国家海水利用工程技术研究中心

国家地方联合工程实验室：海水淡化技术国家地方联合工程实验室

自然资源部示范基地：自然资源部天津临港海水淡化与综合利用示范基地

天津市重点实验室：天津市绿色海水水处理药剂企业重点实验室

天津市创新中心：天津市海水资源利用技术创新中心

所属业务部门：淡化技术研究室、直接利用技术研究室、资源技术研究室、环境技术研究室、膜技术研究室、防腐技术研究室、装备技术研究室、检测与监测中心、发展战略中心、水资源保护与利用研究中心、协同创新中心

所属博士后科研工作站：自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所博士后科研工作站

所属企业：天津市蓝十字膜技术有限公司、天津市海跃水处理高科技有限公司、天津市中海水处理科技有限公司、天津市中海科技有限公司

所属共建机构：山东海水淡化与综合利用产业研究院

所属标准、检测机构：国家海水及苦咸水利用产品质量检验检测中心、全国海洋标准化技术委员会海水淡化及综合利用分技术委员会、中国膜工业协会液体分离膜产品检验检测中心

所属国际组织：环印联盟（IORA）海水淡化技术协调中心、亚太脱盐协会（APDA）秘书处、中国—沙特海水淡化技术研究中心

所属学术社团：中国海洋工程咨询协会海水资源利用分会、中国海洋学会海水资源利用专业委员会、中国高科技产业化研究会海洋分会

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所在天津滨海新区设有中心北路分部，建有占地25万平方米的示范基地，拥有50万元及以上的科研仪器设备380余台套，总价值4.37亿元，包括反渗透膜元件性能测试装置、微、超、纳滤膜组件性能测试装置、中空纤维膜气体通量测定装置、反渗透膜元件气密性测试装置、异相离子交换膜性能测试装置、电力海水循环冷却动态模拟试验装置、化工海水循环冷却水动态模拟试验装置、环境扫描电子显微镜、生物安全柜、热分析仪、高效快速高分离液相色谱仪等。

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所先后与美国、日本、韩国、中国香港、以色列等20多个国家和地区的海水利用科研机构、协会及企业建立了长期友好的合作关系；多次组织海水利用工程实地考察、选派技术人员出国培训、接待中国国外专家及同行来所访问交流。

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所先后与与科研院所、高校和企业等的学术交流与合作，不断提高海水利用技术研发和成果转化能力。

2020年7月3日，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所与哈尔滨电气集团有限公司达成战略合作。

2023年3月14日，中国电力建设集团有限公司、河北绿鸿环保科技有限公司、自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所战略合作签约仪式在研究所举行。

2023年10月26日，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所与天津港保税区、山东招金膜天股份有限公司举行战略合作协议签署仪式。

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所承担完成国家级、省部级重大科技项目百余项，建成一批国家重大科技示范工程，支撑编制完成国家首部《海水利用专项规划》和《海水利用标准发展计划》，获国家和省部级科技奖励30余项、发明专利200余项，编制完成国家及行业标准70余项。

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所具备国家海洋行业工程甲级设计资质、工程咨询甲级资信资格，通过ISO9001质量管理体系认证和实验室“三合一”认证，拥有资质证书5项。

据2024年3月研究所官网数据，自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所先后与中国海洋大学、北京科技大学等多所高校联合培养硕士研究生，并与包括天津大学等中国国内高校开展合作共建，推进科教融合。

自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所所徽由红蓝绿三色和英文ISDMU演变组成。

2022年6月9日，由中共天津市滨海新区委员会宣传部、滨海新区科学技术协会、滨海科技馆、自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所共同主办的“保护海洋生态系统人与自然和谐共生”海洋日主题公益活动在线上举行。