张之洞本为书生，每到一地，对教育格外重视。
十九世纪六十年代以后，两方列强的侵入而带来的东西文化的碰撞日益激烈，传统封建教育的弊端也越发显露。不少有识之士纷纷提出改革教育的主张。同治元年（1862 年），贡生黎庶昌请开绝学之科，同治九年（1870年）闽浙总督英柱等奏开算学科，光绪元年（1875 年）李鸿章建议科考加试自然、算义，光绪十年（1884 年）潘衍桐奏请开艺学科，包括制造、算学、舆图等。六、七十年代，京、津、沪等地陆续出现各种新式学堂。但此时的张之洞思想还囿于守旧的“清流”轨道，他先后于湖北办经心书院，四川办尊经书院，山西办令德书院，其宗旨仍不脱传统陈规。八十年代以后，随着他由清流党向洋务派的迅速转变，他在兴实业、练新军的过程中，时时感到通晓时务人才的极度缺乏，进而得出“中国不贫于财而贫于人才，不弱于兵而弱于志气”，“人才之贫由于见闻不广，学业不实”的结论，萌发了改革传统教育的想法。督粤期间，他已将这一想法付诸实施，创办了广东水陆师学堂，移督两湖以后，更是多方进行。十余年间，在湖北地区创立了比较完整的、成龙配套的近代教育体系。
张之洞督鄂期间兴办教育事业，可分为三个阶段：
1.光绪十六年至二十二年（1890—1896 年）为“书院时期”，主要针对当时空疏虚妄的学风，改造经心书院，创办两湖书院，同时也兴建一批新式学堂，提倡分门研究，尚实尚精。
2.光绪二十三年至二十六年（1897—1900 年）为“书院改革时期”，中西学并重，在上述书院原有的经学、史学、文学之外，又加入舆地、算学、格致、体操等新科目，同时又兴建了一批专业学堂，聘请外国人任教习。
3.光绪二十八年（1902 年）以后为“新学制时期”，兴办了一系列近代学校，包括普通教育、军事教育、师范教育、实业教育等门类，同时鼓励私立学堂的开设。其办学方针废除自由研究，改为计日功课，舍空泛的理论，讲求有系统有阶段的学习。
张之洞的新式教育，主要有以下几个方面：
（一）书院的兴办及改革
书院为我国封建时代的重要办学形式，始于唐而大兴于宋。一般由宿学名儒主持，选山林名胜之地为院址，以儒学经籍为主要研习内容，采用个别钻研、相互问答、集体讲解相结合的教学方法。清朝学制由“书院式”向”学堂式”过渡，张之洞创设的教育措施，推动了这一转变。
1.经心书院。同治八年（1869 年），张之洞任湖北学政时创办，院址在武昌三道街文昌阁，后迁至星火堂右。学习科目为经解、史论、词赋。该书院以后多次扩建，更名为经心精舍。光绪二十四年（1898 年），张之洞令书院仿行学校办法，分设外文、天文、格致、制造四门，分年轮习。另设经史一门，讲授《四书》义理及中国历史。经心书院至此已演变为新式学堂。
2.两湖书院。光绪十六年（1890 年）四月，张之洞于武昌营坊口都司湖畔（今武汉音乐学院）创建两湖书院。经费主要出自湘、鄂两省茶商捐赀，故名“两湖书院”，专取两湖士子入学肄业，每省员额两百名，另为报答茶商资助，专录商籍学生四十人。书院分经学、史学、理学、文学、算学、经济学六门，又开设天文、地理、测量、化学、兵法等新科目。开办之初，每月考试一次，称“月课”。光绪二十二年（1896 年）以后，改行“日课”，即按日上课听讲，类似新式学堂的班级授课制。光绪末年，两湖书院改为文高等学堂。两湖书院师资力量雄厚，著名史学家沈曾植、历史地理学家杨守敬、数学家华衡芳都曾在此执教。
两湖书院
3.江汉书院。由明代提学葛寅亮创办，院址在武昌文昌门内。清代又多次扩建。书院以中学为主。张之洞任湖广总督时，于该院原设天文、地理、兵法、算学四门外，又添经史一门。
（二）各类新式学堂的创建
清末新式学堂的建立，以同治元年（1862 年）京师同文馆为开端。洋务运动中，京、津、沪、宁、闽等地陆续开办了少量培养洋务人才的学堂。但是，无论从新式学堂的数量、规模，还是从专业门类的配套，各级教育的衔接体制等方面衡量，张之洞在湖北的教育兴革，都堪称后来居上，领先全国。
1.实业学堂。张之洞在兴办洋务过程中，深感实业、外语人才的缺乏。“不讲农工商之学，则中国地虽广、民虽众，终无解于土满人满之讥矣”。九十年代以后，他于实业教育方面注力尤多。
〈1〉湖北自强学堂。光绪十九年（1893 年）十一月，张之洞请立自强学堂。他奏称学堂宗旨：“洋务日繁，动关大局，造就人才，似不可缓。亟应及时创设学堂，先选两湖人士，肄业其中，讲求时务，融贯中西，研精器数，以期教育成材，上备国家任使。”学堂设于武昌城内铁政局旁，初设方言、格致、算学、商务四门，每门计划招收二十人。光绪二十二年以后，将算学门移入两湖书院，格致、商务两门因无合适教材而停开。仅留方言一门。开课语种为英、法、德、俄四科，后又增设日语。每科学额三十名。录取条件是“以华文为根底，以圣道为准绳。”入学后饭食、学习用品均由学堂供给，为促其专心致学，不准兼习时文试帖。五年毕业后，必须以所学外语才能为国效力。如借端“改习卑下之业，甚或不自爱惜，受洋行雇充翻译”，必须缴还所有学习费用。光绪二十七年以后，自强学堂改为文普通学堂。
〈2〉湖北方言学堂。光绪二十四年（1898 年）五月，又设立以培养外交人才为目标的方言学堂。学生来源，先于自强学堂内选拔其品端文优者，后招取普通中学毕业生。学习历史、地理、公法、交涉等课程，分习英、法、德、俄、日语。学制五年。方言学堂后发展成国立武昌高等师范学校、国立武昌大学，是今天著名学府武汉大学的前身。
