Logo STAI Muhammadiyah berbentuk segi lima berbingkai berbentuk kelopak bunga, di dalamnya tulisan Sekolah Tinggi Agama Islam Muhammadiyah Paciran Lamongan, gambar padi dan kapas serta simbol Muhammadiyah, dengan warna dasar biru dengan dikelililng garis warna putih kuning emas. Makna dari logo tersebut adalah,

1. Segi lima: membentuk insan akademisi/profesional yang berjiwa Islam, berguna bagi masyarakat,  bangsa dan negara.
2. Sekolah Tinggi Agama Islam Muhammadiyah Paciran Lamongan, sebagai identitas logo.
3. Gambar padi dan gambar kapas melambangkan bahwa Sekolah Tinggi Agama Islam Muhammadiyah Paciran Lamongan memberikan manfaat bagi kesejahteraan bangsa dan negara.
4. Gambar padi berjumlah 18 kuncup, sedangkan kapas sebanyak 11 kuncup, melambangkan lahirnya Muhammadiyah, tanggal 18 Nopember 1912.
5. Lambang Muhammadiyah mempunyai makna bahwa STAIM Paciran mengemban visi dan misi Persyarikatan Muhammadiyah.
6. Logo Sekolah Tinggi Agama Islam Muhammadiyah Paciran Lamongan berwarna dasar biru dengan dikelililng garis warna putih kuning emas. .