一、建设时间不同：
天津西站始建于清宣统元年（1909年）8月；于清宣统二年（1910年）12月14日；先后进行三次改扩建；2009年2月，车站第三次改扩建工程正式动工；2011年6月30日，改造后的天津西站正式投入使用。
天津北站于1903年（清光绪29年）正月初二完工，车站初期命名为新开河火车站，后曾更名为天津城火车站、天津新站。
二、地理位置不同：
天津西站位于天津市红桥区西站前街1号。
三、车站等级不同：
天津西站是中国铁路北京局集团有限公司管辖的客货一等站，是天津铁路枢纽的重要组成部分。
天津北站是中国铁路北京局集团有限公司天津车务段管辖的二等站。
四、站场规模不同：
天津西站站场规模为13台26线，共24站台面，由南向北依次是，京津城际高速车场4台6线（与高速场共用一台），京沪、津秦共用的高速车场7台12线（与城际场、普速场各共用一台），京沪铁路普速车场2台4线（与高速场、津保场各共用一台），津保铁路车场3台4线（与普速场共用一台）。
天津西站站场规模为3台15线，主要办理宝坻、蓟州北方向的客运业务。