1962年，周天理從如皋中學(xué)考進(jìn)南京農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系。1966年，大學(xué)畢業(yè)后分配到中國(guó)農(nóng)科院作物育種研究所。在剛參加工作的頭兩年時(shí)間，所里安排周天理從事水稻品種資源研究，他對(duì)國(guó)內(nèi)的品種，包括中國(guó)古老的水稻品種，歐洲、非洲、東南亞的水稻品種，進(jìn)行歸類、整理。這兩年，讓他對(duì)水稻有了較為深入的了解，給后來(lái)水稻育種打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1983年，福建省到北京招聘科技人才能夠看中周天理，是因?yàn)樗�是最早研究雜交粳稻的人員之一，而且已小有名氣。

1983年底，他帶著一個(gè)5000元經(jīng)費(fèi)的課題，周天理來(lái)到福建。一家人也從江蘇調(diào)過(guò)來(lái)了，農(nóng)村戶口轉(zhuǎn)為城市戶口，福建省里分給他一套面積74平方米的房子。周天理從遺傳、環(huán)境兩個(gè)方面對(duì)水稻不育系中雜株的來(lái)源進(jìn)行了分析，特別是運(yùn)用遺傳提純?nèi)〉贸晒�，在�?dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)水稻研究領(lǐng)域走出了一條新路子。

因?yàn)樵谒�稻基礎(chǔ)研究上取得了卓著成果，1993年10月，周天理在來(lái)福建的第十個(gè)年頭，開始享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。他當(dāng)時(shí)還只是一名副研究員。1997年7月，他評(píng)上研究員。

1997年，周天理退出基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，轉(zhuǎn)向應(yīng)用研究，開始選育不育系和恢復(fù)系。到2002年，他和課題組選育出不育系京福1A、2A、3A、5A、6A、7A、8A、9A等京福系列8個(gè)新品種，在國(guó)內(nèi)育種界創(chuàng)下了最快紀(jì)錄。

周天理退休后，又被課題組返聘。目前課題組正在進(jìn)行兩個(gè)項(xiàng)目研究，一個(gè)是省科技廳的星火計(jì)劃項(xiàng)目，了解水稻組合京福1優(yōu)527的特征特性，研究高產(chǎn)栽培模式；另一個(gè)是省發(fā)改委的項(xiàng)目，對(duì)水稻新組合京福1優(yōu)328進(jìn)行繼續(xù)改造，同時(shí)研究高產(chǎn)栽培模式。

他根據(jù)研究成果寫成的論文《水稻不育系中雜株的來(lái)源及遺傳分析》，獲得1990—1992年度省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文二等獎(jiǎng)。

1991年，“雜交水稻不割葉超高產(chǎn)制種及配套新技術(shù)”獲國(guó)家星火獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

1993年，“水稻不育系遺傳提純的原理和方法”獲省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

周天理除了系統(tǒng)地進(jìn)行基礎(chǔ)研究之外，還帶頭發(fā)表論文特別是在高端刊物上發(fā)表論文，在省農(nóng)科院水稻所引導(dǎo)、帶動(dòng)了學(xué)術(shù)氛圍的興起。到福建后，他發(fā)表論文30多篇，其中相當(dāng)部分發(fā)表在國(guó)家核心刊物上。1983年，他發(fā)表在《作物學(xué)報(bào)》上的論文《野敗型雜交秈稻的育性基因分析》，至今還有人引用。

周天理與課題組把基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究有效地結(jié)合起來(lái)，選育出京福系列的8個(gè)不育系。更引人注目的是，他們還主動(dòng)把水稻研究與市場(chǎng)對(duì)接，促進(jìn)了科技成果的轉(zhuǎn)化。2004年3月，在福州市銅盤路29號(hào)福建超大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集團(tuán)，省農(nóng)科院水稻所和超大現(xiàn)代種業(yè)有限公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。水稻所以150萬(wàn)元的價(jià)格轉(zhuǎn)讓了水稻新品種京福2A不育系及現(xiàn)已所配組合生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)權(quán)。周天理說(shuō)：向社會(huì)轉(zhuǎn)讓成果，有三個(gè)目的：一是增加科研經(jīng)費(fèi)，補(bǔ)充不足，促進(jìn)繼續(xù)研究，形成良性循環(huán)。二是看成果是否符合市場(chǎng)需要，促動(dòng)我們有目的地去研究新品種。三是促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生更大的社會(huì)效益。