天津市地質局組建于1960年，正值天津市屬于河北省管轄時期（天津市于1958年2月至1966年12月隸屬河北省管轄），天津市人委會和河北省地質局對成立天津市地質局分別作了決定，于1960年8月5日正式掛牌對外辦公。從此，天津市有了第一個地質勘查管理機構。

1960年天津市地質局成立后，實行以天津市為主與河北省地質局雙重領導管理。1962年8月撤銷地質局成立天津市建設委員會地質處，1963年12月地質處與建委勘測隊合并組建建委勘測處，歸口天津市和河北省地質局管理（1967年后由天津市管理）。