在借鉴国际、国内优秀地理科学专业的人才培养特点（理念、模式、结构、内容等）的基础上，凝练了天津大学地理科学专业的培养目标和模式，构建了特色鲜明的专业培养方案和课程体系。结合学科、科研优势和学生就业方面的需求，构建了“地表过程与环境地理”和“数据与地理信息科学和技术”两个专业教育模块。天津大学地理科学专业培养德智体美劳全面发展，具有高素质人才所必须的自然科学、人文社科基础知识和人文修养；具有国际化视野和受到严格科学思维的训练；具备较强的社会适应能力和现代地理科学实践能力。掌握自然地理学和地理信息科学与技术的基础知识、基本理论、分析方法和应用技能，具备利用所掌握的基础知识独立进行地表地球化学过程及地球系统科学相关领域的科学研究、技术开发、教学及管理等方面工作的能力，以及能够在相关部门从事全球变化、环境保护、资源开发与利用、区域可持续协调发展等与地理科学有关的应用及管理的专门人才。同时，把握地理学学科前沿和发展趋势，具备进一步攻读硕士研究生和博士研究生的良好潜质。
前两年，采用通识教育模式，加强人文、数理化、计算机、地理科学的系统训练，掌握学科的基本知识、基本理论和基本技能及方法，了解地理科学在经济社会建设中的地位和作用；第三、四年，采用分层次个性化培养方式，根据学生的兴趣特长和职业规划，按专业学术、交叉复合等类型分别培养；面向学术前沿、行业引用等需求，设置个性化、高品质的选修课程。基于地科院各个层次老师（教授、副教授、讲师）的多学科（地质学、生态学、农学和地理学等）交叉背景，学生与老师进行双向选择，进入各科研团队，注重动手能力培养。地理科学专业采取学科交叉融合课程体系，培养方案共计165学分（其中必修145学分+选修20学分），课程设置及学分分布主要构成如下：
A. 通识通修模块：包括英语、数学、思想政治、体育、军事、健康教育、计算机、化学、社会与哲学教育、艺术与美学教育、自然科学通识教育、思维培养与沟通表达等。共88学分，其中必修80学分，选修8学分；
B. 专业教育模块：包括大类基础课3学分；不分模块专业核心课32学分以及模块一（地表过程与环境地理）和模块二（数据与地理信息科学和技术）各10学分，学生在两个模块中选择一个学习，选定模块之外的另一个模块课程可作为专业选修课；专业选修8学分；实践教学课程20学分（包括野外实习、认识实习和毕业论文）。共73学分，其中必修65学分，选修8学分；
C. 创新创业教育模块：包括创新创业课程及实践等。共选修4学分。除此之外，还包括一定的课外实践课程。
