天津工业大学复合材料研究院于2019年4月正式成立，其前身是成立于1989年的天津纺织工学院复合材料研究所。研究院是国内最早开展三维立体编织技术的单位，建成了国内唯一一个集材料设计、立体编织、复合成型和性能表征为一体的先进纺织复合材料研发平台，在复杂异型结构立体编织技术领域形成了明显的特色和优势。国家百千万人才陈利同志担任院长。
研究院面向我国航空、航天和国防等领域，围绕军民融合战略和国家重大需求，瞄准国际复合材料发展前沿，重点开展纺织复合材料设计、先进纺织结构材料制备工艺理论与技术、纺织复合材料成型工艺及工程化技术等的应用基础研究和关键技术创新，突破行业共性关键技术，解决卡脖子难题，推动我国新材料产业和纺织行业发展和技术进步。依托复合材料研究院、纺织科学与工程学院建有国家地方联合工程研究中心、教育部重点实验室和教育部工程研究中心等科研基地。
研究院作为我国国防科工委授权的国防武器装备专用特种织物和复合材料的科研和生产基地，为我国航天航空等重点型号配套研制了多种结构、防热、透波等新材料，获国家科技进步二等奖2项、省部级科技一等奖3项、二等奖7项，授权国家发明专利27件，制定国家标准5项，行业标准3项，发表SCI/EI学术论文300余篇。研究成果成功应用于我国“嫦娥”卫星的发动机支架、“神舟”飞船的返回舱、巡航导弹的天线罩、高超声速飞行器的控制舵以及新型战机飞行员头盔等。2012年建成科研成果转化基地“天津工大航泰复合材料有限公司”，累计成果转化经费1亿元，2015年被认定为国家高新技术企业。
