多倫多大學與麥基爾大學、卑詩大學並稱加拿大大學「三強」。在學術研究上,多倫多大學於多個領域都處於加拿大乃至世界領先的水平。它所接受的捐款、所獲獎項、學術出版和引用、以及藏書數量都是加拿大之首。自二十世紀開始,在文學領域,多倫多大學就以文學批評和傳播理論的相關研究及課程而著稱;醫學領域上,它是胰島素的誕生地,也是幹細胞研究的開拓者。理工方面,多倫多大學的團隊發現並驗證了首個黑洞,同時也是電子起搏器、多點觸控技術、電子顯微鏡、複製T細胞、飛行員衣等發明的起源。二十一世紀以來,多倫多大學成為人工智能深度學習革命的起源地和先驅。多倫多大學每年發表的科研論文數量在北美僅次於哈佛大學,引用數量位居世界前五,是美國大學協會僅有的兩名在美國本土外成員之一。
曾有3名加拿大總督、4名加拿大總理和14名最高法院大法官在多倫多大學受教育。據2006年統計,多倫多大學教授中包括美國文理科學院外籍院士15名(佔加拿大總數65%),美國科學促進會外籍院士20名(佔加總數28%)。並在1980至2006年間,累計獲得蓋爾德納(Gairdner)基金會國際獎11次(佔加總數52%),被授予古根海姆研究員頭銜44人(佔加總數44%),英國皇家學會外籍院士16人(佔加總數42%),美國國家學院外籍院士10人(佔加總數36%)及斯隆(Sloan)研究員23人(佔加總數30%)。截至2019年,多倫多大學累計有10位諾貝爾獎得獎者、5位圖靈獎得獎者以及94名羅德學者。