天津国家自主创新示范区的发展目标是，建设成为创新主体集聚区、产业发展先导区、转型升级引领区、开放创新示范区，具有国际影响力的产业创新中心和国家级区域创新中心。围绕天津国家自主创新示范区建设，作为核心区的滨海高新区将打造现代信息技术、智能装备制造、新能源、以及新能源汽车四大千亿级产业链，搭建多元化产业创新平台。高新区管委会主任倪祥玉介绍说：“通过引导基金与更多的知名产业基金互动，建立中国中小企业发展研究所，中国大学生创业训练营，中小企业运行风险预警机制，中德中小企业创新中心，中美产业技术交流中心，中日技术转移中心等多元化、多层次的创新载体，逐步搭建起科技金融平台、产业信息交流和产业转型升级平台，国际产业创新交流平台，创新创业辅导平台、形成升级版示范。”
天津国家自主创新示范区施行“一区二十一园”管理体制，以滨海高新区为核心区，在本市15个区县和滨海新区6个功能区设有21个分园，统一享受示范区政策，并错位发展。东丽区的华明高新区和东丽开发区两个片区被纳入了“一区二十一园”。东丽区区委书记尚斌义表示，东丽区将用好自主创新示范区的政策，推进区域经济发展。
尚斌义：“第一围绕生物医药和高端装备、精密制造的研发转化、产业化、继续大力引研、引院、引技，引智。第二，着力构建知识产权、科技信息、大型仪器、成果转化、技术交易等科技创新服务平台、大力发展科技服务业，第三，健全完善中小微服务体系，创新创业服务体系。第四推进科技金融创新，为科技企业发展提供资金支持，拉动新兴产业发展。”
自主创新示范区还有许多制度创新的亮点，滨海高新区工委书记荣建勋表示，高新区将探索多项创新政策的先行先试。
荣建勋：“一是体制机制实现新突破，着力探索部市共建、示范区联盟、领导小组等有效途径。二是政策体系实现新突破，探索科技服务业自由选择税种、知识产权做市商制度、成立知识产权交易中心等创新举措，出台具有天津特色的‘津领七条’。三是京津冀协同发展实现新突破，强化与中关村的全方位合作，通过要素流动、产业合作和模式输出，辐射带动周边区域共赢发展。”
天津国家自主创新示范区的揭牌，不仅是国家推进创新驱动发展战略的重要布局，还将进一步推进京津冀协同发展。中关村管委会副主任杨建华说：“中关村更重要的是科技创新，天津按照国家自主创新示范区的定位，更重要的是产业创新中心，两方一定会有更大的合作空间和余地，下一步中关村-滨海科技园将会全方位地在产业融合发展、中介机构进一步融通、科技金融要素进一步打通这些方面，都会有比较重要的一些举措。”
国家科技部火炬中心主任张志宏表示，天津国家自主创新示范区结合自身特点优势，未来应该在产业化创新和培育新的增长点方面做出示范和引领。
张志宏：“尤其要注重产业化创新，要把创新成果变成实实在在的产业化活动。尤其要在积极发现和培育新的增长点上还要作出示范，政策要宽，要营造有利于大众创业市场主体创新的政策环境和制度环境，政府要加快转变职能创造更好的市场环境，强化激励机制，聚集优秀人才。”
