化学学院设有3个系（化学系、材料化学系、化学生物学系），5个研究所（元素有机化学研究所、高分子化学研究所、新能源材料化学研究所、新催化材料科学研究所、应用化学研究所）、2个研究中心（分析科学研究中心、理论与计算化学中心），1个国家重点实验室（元素有机化学国家重点实验室）， 1 个国家工程中心（农药）， 4个省部级重点实验室（功能高分子材料教育部重点实验室、金属和分子基材料天津市重点实验室、绿色农药天津市重点实验室、能源化学天津市重点实验室）、1个教育部工程中心（能源材料）。
化学学院现有9 个博士学位授权学科，即有机化学、高分子化学与物理、农药学、无机化学、物理化学、分析化学、化学生物学、材料物理与化学、精细化学品化学。上述学科同时也是硕士授权学科，应用化学和药物化学是硕士学位授权学科。这些学科涵盖化学、材料化学与物理、植物保护和药学 4 个一级学科。化学一级学科（无机化学、分析化学、有机化学、高分子化学与物理、物理化学）和农药二级学科为国家重点学科。
化学学院是目前国内最大的化学专业学院之一，拥有 8 处教学科研大楼，实验室面积超过3万平方米；目前在岗教职工388人，其中专职教师215人，（其中含）博士生导师73人。学院现有中国科学院、中国工程院院士共5人，教育部“长江学者特聘教授”9人，国家杰出青年基金获得者12人，教育部“跨世纪和新世纪优秀人才”23人，国家级教学名师奖获得者1人，天津市教学名师奖获得者3人。
化学学院教学和科研实力雄厚， 5 门基础课程（“化学概论”、“有机化学”、“无机化学”、“物理化学”和“有机化学实验”）是国家理科基地名牌课程，其中“化学概论”被评为国家级精品课程，中科院院士申泮文教授领衔的“无机化学创新教学团队”是首批国家级教学团队。化学学院教师获得2001年国家级教学成果一等奖1项， 2005年国家级教学成果一等奖2项，二等奖2项。化学学院每年发表 SCI 和 EI 论文在400篇以上，近几年获得国家自然科学二等奖 2 项、国家发明二等奖1项、国家科技进步二等奖 1 项。
化学学院注重培养学生的创新精神，率先设立本科生创新基金，鼓励本科生提前进实验室接受科研训练，取得突出成绩，培养的学生连续四年获得中国青少年科技创新奖，在近四次“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛中获得特等奖2项、一等奖2项、二等奖2项，连续三次获得全国大学生“五四”奖学金，2004 年 12 月18日中央电视台“焦点访谈”节目对此进行了专题报道。
化学学院培养的毕业生以基础知识扎实、实验素质高和动手能力强而受到国内外各单位的欢迎。基础化学实验中心是首批国家级实验示范中心。目前每年选派 10余名成绩优秀学生作为“南开大学百名后备师资培养计划” 公派到美国、英国等国家留学。每年化学学院有80多个学生保送到北京大学、清华大学、中国科学院和国内其它重点大学及本校攻读研究生，除了正常的保送研究生名额之外，每年还有与天津大学互相推荐保送研究生名额。近几年，有多名学生被美国斯坦福大学、加州理工学院、芝加哥大学、英国牛津大学等世界著名大学录取。学院重视学风培养和综合素质提高， 2001级、 2002 级和 2003 级大班分别获得天津市普通高等学校 2001-2002 、 2002-2003 和 2003-2004 年度优秀集体称号。
化学专业
1991 年被原国家教委首批批准为国家理科基础科学人才培养基地， 1999 年通过优秀评估，是国内通过评估正式挂牌的三个化学基地之一， 2004 年在基地验收中获得高度评价。化学专业包括无机化学、分析化学、有机化学、物理化学及高分子化学等五个专业方向，其中无机化学主要研究无机合成与新能源材料、功能配合物化学、生物无机化学和计算机化学；分析化学主要研究过程及系统分析化学、化学计量学、仪器分析化学；有机化学主要研究元素有机及金属有机化学、化学生物学、物理有机化学、新农药创制及分子设计；物理化学主要研究物理化学及分子工程学，功能配位物理化学、催化与动力学、结构化学与计算化学；高分子化学主要研究功能高分子材料、高分子化学理论、高分子微观结构。
化学专业开设化学概论、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、结构化学、仪器分析化学、化工基础、高分子科学等基础骨干课和基础化学实验、中级化学实验、综合化学实验等实验课程。
材料化学专业
2002 年被南开大学确定为首批重点建设的新兴专业。
学生除了学习化学专业的基本课程外，还要学习多门专业课，如材料化学导论、金属材料学、晶体材料学、材料物理性能、材料结构分析、无机材料化学、高分子材料化学、高分子材料物理、高分子材料加工、纳米材料、能源材料、催化材料等。
分子科学与工程专业
随着 21 世纪知识经济的发展和我国进入 WTO ，在分子水平上研究物质的化学及其相关产业面临许多新的机遇和挑战。高新技术的发展对新型功能性化学品提出了更高的要求，可持续发展战略的实施对环境、能源、资源等提出了许多亟待解决的课题。在日益激烈的市场竞争中，从分子水平上设计和制造新物质、新型功能材料的研制和开发、传统工业过程的改造等课题对人才的知识和能力结构提出了新的需求。为了培养适应新形势的高素质复合型专业人才，南开大学化学学院和天津大学化工学院在教育部和两校紧密合作办学工作组的关怀和支持下，集成各自的优势和特长，成立了“分子科学与工程”专业。
分子科学与工程专业的基本办学思路是：（ 1 ）发挥优势：即结合南开大学化学学科的优势和天津大学化工学科的优势；（ 2 ）突出创新：该专业既不同于传统的化学、化工类专业，更非化学与化工专业的简单加和，它注重用分子层次的理论和知识解决化学以及相关的环境、材料和生命科学的问题，同时立足于国家亟待发展的功能性化学新产品研究、开发与产业化的需求，优化化学与化工教学内容，增添新的交叉学科知识；（ 3 ）培养高层次人才：即培养适应国家发展需要的，具有良好人文素质和宽广深厚的化学、化工基础，具有较强的创新意识、基础科学研究能力和功能性化学新产品研发与产业化能力，德、智、体、美全面发展的复合型高素质人才。本专业在全国范围内招生，南开大学化学学院和天津大学化工学院各招生 30 名，共同培养，毕业时由两校共同授予学位。两个学院将精心制定人才培养方案和教学计划，选派优秀的主讲教师授课，提供最好的实践教学条件，实施有利于创新人才培养的教学管理模式。
学生毕业后具有广泛的适应性，可到相关行业或部门从事科研、教学、开发、设计、管理等工作。同时，本专业学生将以较高比例进入研究生阶段深造，主要从事科学研究与新技术开发工作。
近三年，化学学院每年有70%左右的毕业生免试推荐或考取国内外研究生，其他毕业生大多在外资企业、科研单位、高等院校、机关及事业单位工作，就业率均超过 98% 。
