天津博物馆内部一景
位于天津文化中心区域内的天津博物馆新馆于2012年落成并于5月19日对外开放。新馆地上五层，地下一层，层叠错落，总投资8.3亿元人民币，总建筑面积64003平方米，其中展厅面积14000平方米。馆内设1个序厅和16个独立展厅，年接待能力可达150万人次。
天津博物馆新馆不仅是文物的收藏与展示场所，更是传播文化、交流共享的城市殿堂。建筑设计以“世纪之窗”为空间主题，尝试再现天津悠久历史和重要地位。“世纪之窗”是“回顾天津设卫建城600年的文明之窗”、“再现中华百年看天津的历史之窗”和“展望天津美好前景的未来之窗”。该方案设计创意新颖，整体效果独特，设计手法简洁、大气。建筑内部空间富有特色，特别是历史大厅以逐级上升、层叠错落的中庭空间，形成强烈的纵深感，仿佛时光隧道，依次连接古代、近代、现代展厅，带领公众游历天津的文明和历史发展。
天津博物馆新馆建成后，不仅肩负着保护本地区物质文化遗产的重要职责，更是集中展示华夏文明的艺术殿堂和承续天津地方历史文化的主要场所。在这里，参观者可以切身感受天津厚重的历史和文化积淀。馆藏各类文物20余万件，包括青铜器、陶瓷器、书法、绘画、玉器、玺印、砚台、甲骨、钱币、历史文献、地方民间工艺等多个门类，其中尤以古代陶瓷器、书法、绘画、砚台、钱币以及近现代历史文物、文献最为突出。
天津博物馆新馆投入使用后，首日接待观众四千余人次，这与原天津博物馆多年来打下的基础不无关系。原天津博物馆自2004年12月开馆后，接待了国内外观众数百万人次，曾与天津自然博物馆、周恩来邓颖超纪念馆跻身首批国家一级博物馆名单。2007年12月28日宣布永久免费开放。
由于原天津博物馆面积不足，只能对外展出十分之一的藏品，没有地库的功能，大量藏品只能在馆外另辟地方收藏，不利于文物保护，天津市于2008年在文化中心区域内开始建设新的天津博物馆，原天津博物馆将改建为天津自然博物馆。
