天津医科大学总医院始建于1946年，是天津市最大的集医疗、教学、科研、预防为一体的综合性大学医院，医院为三级甲等医院、全国“百佳医院”、天津市医学中心。医院现设有34个临床科室、11个医技科室和7个临床研究所（天津市神经病学研究所、天津市影像医学研究所、天津市肺癌研究所、天津市内分泌研究所临床部、天津性传播疾病研究所、天津普通外科研究所、天津呼吸疾病研究所）。设有2个博士后流动站，临床医学为一级博士授权点，29个博士学位授权点，30个硕士学位授权点。有4个国家级重点学科（中西医结合临床、神经外科、内分泌与代谢病、泌尿外科（与二院共建））、4个国家“211工程”重点建设学科（中西医结合临床、神经外科与神经病学、影像医学与核医学、内分泌与代谢病）、6个天津市重点学科（神经外科与神经病学、影像医学与核医学、内分泌与代谢病、胸心外科、普通外科、内分泌与核医学）。
九十年代以来，天津医科大学总医院各专业全面发展，确定了医院在天津市的医学中心地位：中西医结合治疗重型胰腺炎、重症胆管炎、败血症和多器官衰竭等疑难、危重症的治疗，达到国内先进水平；普通外科开展了肝脏和小肠移植，并在肝、胆、胰腺、乳腺、胰岛细胞瘤、胃肠等常规手术的治疗和腹腔镜外科等方面达到了国内先进水平；内分泌科在糖尿病、甲状腺疾病和骨代谢病治疗与研究水平中居全国领先；神经外科在颅脑肿瘤、脊髓肿瘤、脑动脉瘤和脑血管畸形的外科治疗以及脑肿瘤的基础研究等方面居国内领先水平。颅脑损伤病理及临床研究居世界先进水平；神经内科在帕金森氏病及其它锥体外系疾病的发病机理实验和临床诊疗的研究、癫痫的发病机理、临床诊疗研究方面居国内领先水平；核医学科在甲状腺疾病的诊疗和放射性核素的治疗等方面居国内领先水平；影像医学科在神经系统疾病、肾上腺肿瘤影像诊断、全身血管性疾病的介入治疗和骨矿含量测定的研究等方面达到国内先进水平。
2006年，随着外科中心大楼的全面启用，医院完成了临床科室的布局调整，全院病床总数增至1600张，成为天津市乃至华北地区最大的综合性医院，医院的综合优势日益显见。目前，医院门诊日均接待3300人次、急诊400～500人次，月均出院病人2000人次，预计全年门急诊接诊120万人次，出院病人2.4万人次。病人除来自本市外，还有超过30%的病人来自全国各地，其中主要为华北、东北等地区。
天津医大总医院影像医学与核医学学科在1998年被评为天津市教委重点学科，2001年被评为天津市卫生系统重点学科。天津市“九五”、“十五”、“211工程”重点学科。PET/CT于2000年底问世，被誉为90年代医学重大发展之一。天津医大总医院在2002年底购买了整套设备，在国内属于首批购买几家单位之一。由于其成像特点与传统手段不同，对人员的要求与组成亦不同于传统，因此大多数医院单独设机构独立运行，医院于2003年3月组建PET/CT中心。专业上属于影像医学与核医学。经安装调试，于2003年4月正式使用。
从科室规模、人员素质、设备先进性、工作量、质量保障体系、服务意识、承担的医教研工作、以及承担完成的课题与文章等方面，整体上影像医学与核医学学科在天津处于领先地位。部分领域，如神经系统PET影像学研究在国内处于领先行列。
影像医学与核医学学科有一支年轻有朝气，思想过硬，技术精湛，结构合理的队伍，平均年龄32岁。现有工作人员7人，学历结构为博士2人，硕士4人，本科学历1人；职称结构为正高级1人，副高级1人，中级1人，初级4人。人员结构为医师2人，技师2人，放射药学师2人，护师1人。