生命科学学院植物生物学和生态学系是在原南开大学生物系的基础上发展起来的。该系成立于2003年12月，涵盖植物学和生态学两个二级学科，下设植物生理与分子生物学、植物分子生物学、植物遗传与发育生物学、资源植物学、结构植物学、植物生理生态学、恢复生态学和化学生态学等研究室，具备良好的教学和科研条件。该系现有教育部“新世纪优秀人才”1人，教授/博导6人、副教授7人，全部具有博士学位。植物学专业每年可招收5-6名博士研究生和12-15名硕士研究生，生态学专业每年可招收2-3名博士研究生和6-8名硕士研究生。南开大学植物学科目前是国家重点建设学科。

    南开大学植物学学科具有悠久的发展历史。早在1926年，我国杰出的植物学、植物生理学和植物生态学家李继侗先生就在当时的生物学系担任系主任并讲授植物学课程。1929年，李继侗教授的学生，当时生物学系唯一的毕业生殷宏章先生留校任助教，他后来也成为我国著名的植物生理学家。1947年，植物学家綦秀蕙教授从北京师范大学调至南开大学。1952年，我国著名的植物生理学家崔澂教授由美国归来，任生物学系副主任，并开设了植物生理学课程。此后，在崔澂和綦秀蕙两位教授的带领下，植物学学科取得了较快的发展。1957年，教育部批准南开大学生物学系开设植物学及植物生理学专业。“文革”结束以后，崔澂教授担任了生物学系主任，不久就建立了植物学和植物生理学两个硕士学位授权点。2001年起植物学专业开始招收博士研究生，同时接收博士后研究人员。

    目前该系植物学科点教师主要在植物生理与分子生物学、植物激素与信号转导、植物基因工程与生物技术、资源植物学、环境植物学等研究方向开展科学研究，承担着国家“973”、“863”、国家转基因生物新品种培育科技重大专项、国家自然科学基金重大/重点/面上项目、教育部科技重点基金项目、教育部博士点学科基金项目和天津市重点/面上基金项目以及国际合作研究等多项科研任务，在国内外重要学术刊物上发表了数百篇有重要意义的科学论文，出版专著多部，取得了系列重要研究成果。

    南开大学生态学学科建设始于20世纪70年代。国家 “六五” 至 “七五” 计划期间，本系教师承担了多项国家和地方科技攻关项目，在蓟县山区和北方海岸带动植物资源考察、海河流域水环境治理、渤海沿岸湿地生物多样性现状调查等方面取得了一系列重要的研究成果。1993年生态学硕士点建立， 1994年正式招收硕士研究生，将植物生理生态学作为主攻方向，后增加恢复生态学和化学生态学研究方向。1998年生态学专业挂靠环境科学博士点招收博士研究生。2000年生态学作为生物学博士学位授权一级学科的二级学科点招收博士研究生，同时吸纳博士后研究人员。生态学专业点建立以来已承担国家和省部级科研项目30项，在国内外重要学术期刊上发表论文130多篇；在栽培牧草对干旱胁迫适应性的生理生态与种群生态研究，中国北方重要物种的综合生态适应对策，群落演替中土壤-植物的相互作用机理以及农田系统中线虫的作用及防治方面取得了大量的研究成果。

    截至2009年上半年为止，植物学专业已招收博士研究生28人、毕业7人，出站博士后1人；生态学专业已招收博士研究生17人，毕业9人，出站博士后4人。

    近年，本系加大了人才引进力度，从国外知名大学和研究机构引进了优秀的青年科学家。这些优秀人才的加入，为本系的快速发展注入了新的活力。