综合化学实验室包含实验室5间，为化学和化学生物学专业部分本科生开设化学综合实验课程。该课程是反映天津师范大学化学学科优势和特色的课程之一，开设实验项目7个，每个实验项目至少涉及2个化学二级学科内容，总学时为60课时，每年接收学生人数为80人。  

化学综合实验是在对原有专门化实验教学改革的基础上形成的是在原有的反映我校化学学科特色的专门化实验中精选、整合、更新形成的，大多从我校化学学科的科研成果中转化而来的。在实验教学中，“合成制备——分析表征——实际应用”是综合化学实验设计的基本思路。这些实验强调知识的综合运用，强调创新能力的培养。在教学方法上均采取启发式教学，注重培养学生分析问题、解决问题的能力；实验技术方面要求掌握各种现代仪器的原理和操作方法，解决不同的实际问题。考核主要以实验过程、笔试、综合报告相结合。《化学综合实验》课程是培养学生创新能力和实践能力的极好途径，是基础实验和毕业论文所不能替代的。  

综合化学实验室还承担大学生创新创业训练项目、实验室开放项目等项目的辅导和培训工作。