王天眷（1912—1989），黄岩县（今黄岩区）宁溪镇坦头村人。早年求读于黄岩县立中学，1932年入上海交通大学预科，后转电机系，因参加学生救亡活动，被开除。1934年，考入清华大学物理系，参加一二九-。1936年加入中国共产党。1938年毕业于清华大学，先后任清华大学无线电学研究所助教、重庆大学电机系讲师、航空委员会空军通信学校教官与教授科长。1947年被中华教育文化基金委员会选派为出国研究员，赴美访问研究。
在美获俄亥俄州立大学理学硕士（物理）、哥伦比亚大学哲学博士（物理）学位。1946年至1960年期间，先后任哥伦比亚大学辐射研究所高级研究员、美国标准研究公司物理学顾问、美国立脱儿公司研究所高级物理研究员、法国国家研究中心（C.N.R.S）原子时钟委员会物理学顾问。
1960年经苏联回国，历任中国科学院武汉物理学研究所研究员、室主任、所长，中国科学院物理研究所研究员，博士研究生导师。
自1954年起参加一系列微波受激发射放大及振荡的创始性实验，导致激光问世，开辟新学科H量子电子学。另在各种固体中进行一系列原子核电四极短矩共振微弱信号的探测，创制观察仪器——信号反馈振荡检波电路（被称为“王氏电路”）。对核电四极共振作深入的理论分析与高准确的频率测量，总结出温度、晶体结构、相变、晶格运动与缺陷等对核在晶格中周围电荷分布、电场模式及电场梯度变化的影响，提出一些原子存在核电十六极相互作用的观点，并从锑同位素在三溴化锑晶体的实验中得到证实，为国际物理学界所重视。1985年，总结国际上30年来关于核电十六极相互作用的理论与实验的进展，发表研究论文，指出一些实验的困难之所在及解决方法。在中国科学院物理研究所实验中，测出锑同位素的核电十六极相互作用在三硫化二锑晶体中的新成果，提出研究方向与前景，为该领域前沿性研究论文。1960—1981年，在中国科学院武汉物理研究所工作时，指导研制成功氢激射器（氢钟）与铷激射器（铷钟），开阔了该所波谱的研究方向，培养了不少青年科学家。曾在国内外著名物理杂志上发表论文30余篇。
历任湖北省暨武汉市物理学会副理事长、中国物理学会波谱专业委员会主任委员、中国计量测试学会时间频率专业委员会主任委员、中国电子学会量子电子学与光电子学专业委员会主任委员。是第五届湖北省人大常务委员，第五、六、七届全国政协委员。