自強運動推行西式教育，培養新知識份子來因應清末變局。第一階段：以西學為基礎、強兵為重點，引進新式軍械為要旨。同治元年（1862）清廷於北京設同文館，是中國近代最早成立的新式教育機構。主要目的之一是為回應天津條約中未來條約需以英語、法語為正本的規定，因此必須培育足夠的外語人才來應付外交事務。同文館延請外國的傳教士和翻譯教授英、法、俄語，後增設德語。除了西方語言之外，亦提供西方人學習漢語。1866年時增設天文及算學等課程。1902年，同文館併入京師大學堂。第二階段：為達強兵目標，進而推行有關的各種建設。李鴻章於光緒六年（1880年）設天津水師學堂。光緒十一年（1885年）設天津武備學堂。留學教育方面：自強運動前期容閎倡議派幼童留學，獲丁日昌、曾國藩、李鴻章的支持， 1872年，一百二十名幼童分批前往美國留學，容閎為留美學生監督及清政府駐美副公使。但隨後數年，駐美公使陳蘭彬不斷要求撤回學生，與容閎爭論不休，李鴻章從中協調。本欲該批學生轉讀軍校，但美國只允許日本人就讀軍校，留美學生於出國十年後被迫返國。雖然留學活動未能成功，但留學生返國後對於中國現代化均有貢獻。最著名的為外交官唐紹儀、中國鐵路之父詹天佑等。1873?1897年之間，福建船政大臣沈葆楨選派船政學堂學生分赴英、法、德學習造船、駕駛。這些留學生回國後，成為中國造船工業、海軍建設等方面的重要骨幹，著名人物有嚴復。1890、1895年，總理各國事務衙門資助留學生赴英、法、俄、德、美五國留學。甲午戰爭後，清廷以日本為楷模，且張之洞等人主張路近、費省、傳習易，所以赴日留學者多，至1900年，留日學生總數已達一百四十三人。新政以培養人才為目標。1901年起，清廷提倡出國留學，並許諾歸國者將授予功名、官職。出國留學成為知識分子的一條出路。