为贯彻落实胡锦涛总书记在庆祝
清华大学建校100周年大会上的重要讲话精神，贯彻实施教育部、财政部《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》，积极开展协同创新，促进高等教育与科技、经济、文化的有机结合，大力提升高等学校的创新能力，支撑创新型国家和
人力资源强国建设，天津大学、南开大学联合组建“天津化学化工协同创新中心”（以下简称中心）。
两校于2011年9月组建“天津化学化工协同创新中心”筹委会；2012年5月29日正式培育组建，并召开化学化工领域专家研讨会，探讨中心的发展建设规划；2012年8月16日召开第一次理事会，通过了理事会章程，理事会、科学咨询委员会和管理委员会成员名单，通过并试行了包括人事管理、科研管理、考核评价、资源共享、人才培养等13项机制体制改革文件；两校已投入3.2亿元专项经费用于中心试运行；聘请了
加拿大工程院院士祝京旭、
美国亚利桑那州立大学教授林跃生和日本国立富山大学教授椿范立等海外化学化工领域权威学者，以及来自两校和合作单位的专家200余人，包括院士14人(其中外籍院士1人)，杰青26人，汇聚了4个
国家重点实验室在内的11个国家级研究基地以及12个省部级研究基地。2013年4月11日，教育部发布了2012年度“
2011协同创新中心”认定结果。“天津化学化工协同创新中心”成为全国首批14个“2011协同创新中心”之一，这也是天津第一家通过教育部认定的协同创新中心。
中心以
南开大学化学学科和
天津大学化工学科的协同融合为核心，选择国内知名科研机构“中国科学院过程工程研究所”和位居
世界500强企业前列的“
中国石油化工集团公司”以及区域行业龙头企业“
天津渤海化工集团公司”为合作单位，通过校校、校所、校企和国际之间的深度合作，形成一个创新能力世界一流，满足国家重大需求的化学化工协同创新体，协同创新中心实行理事会领导下的中心主任负责制。
中心围绕“一个主题”（跨越分子与过程的设计合成）、“两个领域”（功能导向物质的设计与绿色合成、能源及资源的高效清洁转化利用）、六个方向（功能分子的设计与绿色合成和组装的新理论与新方法；功能物质的多尺度结构构筑与构效关系；功能导向物质绿色合成的过程强化及新技术与新设备；新能源及资源高效转化利用的分子设计、合成与应用基础；能源及资源高效转化与利用的多尺度多层次作用机理与调控机制；化石与可再生能源资源的高效清洁转化与分离过程）。中心现已组建科研团队14个，将在能源、资源、环境、健康等领域，联合开展原始性、前瞻性、基础性和应用性创新研究，不断培养、汇聚一批国际学术领军人才与科研创新团队；开发一批具有自主知识产权的重大原始创新成果；输出一批拔尖创新人才，创造出巨大的经济效益与社会影响，打造国际化学化工学术领域的知名科研平台、创新平台和技术辐射平台。
中心发展建设依托已有基础。天津大学、南开大学共设的“
分子科学与工程”本科专业已招收10届学生，培养近600名学生；天津大学、南开大学共建的“天津绿色化学化工实验室”，在医药合成与生产、新能源材料与技术、催化反应过程强化等领域取得多项成果；天津大学与中科院过程所开展了研究生联合培养模式，在环境污染治理、节能减排等方面联合获得多个国家重大科研项目的资助；天津大学联合中石化自上世纪八十年代即开展产学研合作，中石化为天大化工学院建设了1.6万平方米实验室，共建“石油化工学院”和“石油化工技术开发中心”，为中石化培养和输送了千余名专业技术人才，校企合作取得了显著的成效。
按照规划，该中心将在几年内分两期共组建70个PI（中心课题负责人制）科研团队，人员规模最终达到1000人左右，并实现动态平衡。在考核机制上，该中心将采用国际学术界普遍实行的“同行评议”制，并形成以原始创新质量和贡献为导向的评价与考核制度。中心还将设立独立的青年科学家研究部，面向国际公开招聘40周岁以下的杰出青年科研人才。
在人才培养上，该中心的组建也将给两校化学与化工学科的招生和教育教学体系带来革新。两校将改革本科生录取机制，加大自主招生力度，挖掘创新人才，并在研究生招生上实施多次选拔、动态进出机制，对优秀学生实行“本–硕–博”连读的人才培养模式，鼓励
本科生选修
研究生课程，考试成绩合格者，可在研究生阶段免修该课程。优秀的学生将参与到该中心的科研工作中来，进入科研团队，通过让学生参与高水平的科学研究和国家重大的工程项目，实现培养高水平科技创新领军人才的目的 。