光电信息科学与工程专业是由信息领域多学科相互交叉渗透而形成的高新技术科学中的重要专业。该专业是依据教育部关于南开大学－天津大学独立办学、紧密合作的办学宗旨，充分利用两校光电信息技术科学先进的教学、科研实验基地以及相关资源，优势互补，于2003年共同创办的专业。该专业以两校光学工程国家重点学科、教育部“光学信息技术科学”和“光电信息技术科学”两个重点实验室为学科依托，由中国科学院院士、国家级教学名师、长江学者、特聘教授为学术带头人、30多名教授和博士生导师以及众多中青年学术骨干组成的教学、科研队伍，学术水平高，师资力量雄厚。学科覆盖博士点4个、硕士点6个、博士后流动站3个，是国家“211工程”和“985教育振兴计划”重点建设学科，具有培养理工复合型光电信息科学与工程专业人才优越条件。该专业旨在培养在光子学、光电子学领域具有宽厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能，德、智、体、美全面发展的创新型高级人才，使学生具有在光学、光子学、光电子学、激光科学、光通信技术、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的专业理论和技术基础。

该专业坚持理工复合型人才培养理念，注重学生综合素质和实践与创新能力的培养，同时重视各种工程训练环节。分别设有双学位和单学位教学计划。获得双学位的同学将被同时授予理学和工学学士学位。获得单学位的同学将被授予理学学士学位。开设的主要专业课程有工程光学、激光原理与技术、光纤通信及系统、光电子激光实验、光通信实验、光谱学实验、电动力学、量子力学、原子物理、近代物理实验、数学物理方法、电子电路与技术、电子工艺实习、工程制图基础、金属工艺实习、计算机软件技术基础等。课程涵盖数理基础、光子学、电子学、计算机科学、机械工程等众多先进知识。此外，本专业还设有充分反映光电信息科学与工程发展前沿的大量选修课程。

该专业毕业生就业率超过95%，其中保送研究生的比例约为30％（含保送到香港科技大学），出国留学比例为7%，考取研究生比例近30%。毕业生主要就业方向为信息产业部门、中科院及有关研究所、高等院校、电信部门及相关高科技企业。