分子科学与工程专业是南开大学化学学院和天津大学化工学院利用各自办学优势和特点联合创办的理工复合型人才培养专业。专业自2003年起正式招生以来，经过20年的建设与发展，已为国家和社会培养培养拥有宽广深厚的化学化工基础，同时具有科学研究、产品研发与产业化能力的毕业生1000余人。2020年分子科学与工程专业入选国家一流专业建设点，成为复合型人才培养的专业标杆。为适应新时期国家“推动校企合作，培养顶天立地人才”的战略和发展需要，分子科学与工程专业在理-工复合型人才培养的基础上，进一步深化本科教学改革与人才培养，将南开大学化学与天津大学化工两个国家一流学科与国内国际一流企业联合，有效结合基础科学、应用科学、实际生产与国际先进企业模式，探索理-工-企国际化复合型人才培养模式，协同一流专业、一流学科、一流企业强强联合，建立兼具爱国情怀、扎实专业基础、优秀创新能力、国际化研发经历的“全一流”人才培养体系。