科技创新体系建设已成为我市科技工作的重要举措，“十五”期间“，全面启动了“121”工程，即重点组建10个科学研究中心、20个工程技术中心和100个企业技术中心，带动了新型科技研发和服务体系建设。构成了以企业技术创新体系为核心、知识创新体系和科技服务体系为支撑的三大创新子系统，初步形成了具有自身区域特色的科技创新体系框架。科技创新体系建设取得了显著成效。
        一、新旧体系转换稳步推进。目前，开发型科研院所的企业化转制已经基本完成，通过大力推进“121”工程，相继建立了一批新型创新机构与服务机构。到2006年，已拥有5家国家级重点实验室，17家以上部级重点实验室，40家市级重点实验室、8个市级科研中心；国家级工程中心11家、市级工程中心26家，国家级企业技术中心12家，市级企业技术中心200多家，国家级高新技术产业化基地6家，企业孵化器40多家（2家为国家级），拥有国家级重点学科36个。
        二、具有自身特色的区域科技创新体系框架初步形成。初步形成了以企业为主体的技术创新体系、以高校为主体的知识创新体系和以各类科技服务机构为主体的创新服务体系三大创新子系统，企业、高校、科研机构、科技服务机构等创新主体基本形成了分工合作、相互联系的格局，本市开展的技术创新项目中，一半以上是产学研合作项目，高校近50%、转制院所近75%的经费收入来源于企业的横向合作收入。
        三、六大优势产业成为产业创新的骨干，并形成了一批优势技术领域。我市六大优势产业和农业中，国家级及部级实验室占全市已建总数的87.5%、国家级及部（市）级工程中心的100%、国家级及市级企业技术中心的86.8%、国家级成果推广中心的100%，形成了光电子技术、干细胞技术、中药现代化技术、高能电池技术、污水处理及资源化技术、结晶与分离技术等一大批具有一定比较优势的技术领域。
        四、开发区和园区的技术创新和企业孵化基地的集聚效应明显。天津经济技术开发区和新技术产业园区作为我市对外开放的前沿，投资环境不断完善，既是我市外商投资集聚区，也集聚了一大批骨干创新与服务机构，逐步成为我市技术创新的高地。
        五、培育和聚集了一批高水平的创新人才和团队。鼓励、支持国家、国家级、市级科技创新机构与技术创新基地实施国内外的顶尖科技人才引进计划，所需经费可从科技计划项目经费中列支。通过支持科研机构和企业，设立引进人才股等措施，吸引和引进了一批科技骨干和国外顶尖科技人才，来津从事科技研发创新工作，带培科技人才。据统计，2006年，三大创新主体职务发明专利的受理和授权量分别占全市总量的99%和97.7%。这些高水平的人才和团队已成为促进和加速科技成果转化的重要人才资源。
        但是科技创新体系建设过程中也存在一些薄弱的环节，主要体现在一是企业技术创新主体地位脆弱，自主创新能力不足。在818家大中型工业企业中，只有291家有科技活动，约有64.5%的大中型工业企业没有技术开发活动。二是独立研究与技术开发机构的整体创新能力有所下降。相当多的开发型院所仅仅转制为生产产品的科技型企业甚至一般企业，对行业共性技术的研发功能逐渐削弱，转制院所整体研发能力有所下降。53.7%的公益型科研机构基本不从事R&D活动，公益事业类和政策研究类机构服务能力薄弱。三是以高校为主体的基础性研究薄弱，知识创新能力不足。天津R&D经费支出中，用于基础研究的经费仅为1.2亿元，用于应用研究的经费为7.05亿元，二者合占R&D经费支出总额的20.4%，远低于北京的40.5%，上海的29%，甚至低于全国平均水平（24.9%）。四是科技服务机构缺乏深度服务能力。面向中小企业的科技创新服务能力还很薄弱，对广大中小企业提供技术创新支援，尚未得到政府的足够重视。大型仪器设备资源共享、研发与试验条件服务、风险投资和专业孵化服务等深度服务功能尚不健全。
        天津市的科技创新体系建设迎来了难得的历史性机遇。高标准、系统设计和建设科技创新体系、提升科技创新能力的时机正在逐步成熟，2007年，借助滨海新区开发开放的难得发展机遇，广泛吸引、聚集国内外科技资源，把科技创新体系建设应作为全市科技工作的主线，大力改进我市科技创新体系的薄弱环节，，理顺体系结构，强化资源整合，密切配合国家创新体系建设，以企业创新主体建设为突破口（一个主体），以加快提升优势产业、重点与特色领域自主创新能力为主线（一个能力），以完善三大体系，改善空间布局，打造有利于各类创新主体有机联系的创新网络为重点（三大体系），以深化改革，合理配置创新资源，优化创新环境为支撑（一个环境），大幅度提高科技对我市经济社会发展的引领与支撑能力，率先将天津建设成为创新型城市。