TTY, Tampereen yliopisto sekä Tampereen ammattikorkeakoulu muodostavat yhdessä osaamiskeskittymän, jonka varaan Pirkanmaa ja koko Länsi-Suomi rakentavat hyvinvointiaan. Korkeakouluilla on selkeä keskinäinen työnjako, joka perustuu niiden profiileihin, strategisiin painopistealueisiin ja osaamisen vahvuusalueisiin.
Tutkimuksessa TTY tekee yhteistyötä kunkin alan parhaiden toimijoiden kanssa siten, että tutkimushankkeisiin saadaan mahdollisimman kattava ja korkeatasoinen osaaminen. Suomalaisista yliopistoista keskeisimpiä tutkimuskumppaneita ovat Aalto-yliopisto, Lappeenrannan teknillinen yliopisto sekä Tampereen ja Jyväskylän yliopistot, joiden kanssa TTY muodostaa monitieteistä tutkimusyhteistyötä tukevan Yliopistoallianssin.