科研并重
曾昭抡主张高等学校要教学和科研并重。他认为在高等学校开展科学研究，是提高教学质量的重要环节。早在20世纪二三十年代，他就宣传和实践这一教育思想。20世纪50年代，他又强调这一主张。1957年3月召开全国政协二届三次会议时，他在会上做的“提高高等教育质量”的发言中指出高等学校既是国家培养专门人才的机构，同时又是科学研究的机构，教学和科学研究是紧密结合在一起的。为此，他强调在高等学校，一要保证科研经费；二要保证教师的业务时间。
在曾昭抡看来，高等学校教学质量是其发展的生命线，但教育科研则是教育发展的推动力。因此教学和科研是高等教育质量评估的两翼，科研没有教研为基地就成为空中楼阁，教研没有科研为依托就流于经验。因此，科研要与教研融合，科研不能与教学实践脱节，教师要对教学过程进行研究，实现“教学工作科研化”。这一思想，在当时教育思潮中，甚至是今天，都是符合社会发展的先进教育思想。
教学与科研本身就是高校教育工作的主要任务。教学是中心，科研是基础。科研是人类社会获得新知识的主要来源，因此曾昭抡主张以科研支撑教学，以教学促进科研，实现教学科研一体化，实现教学与科研良性互动，科研与教学同步相长，才是高等教育发展的新思路和新模式。
改教材，革教法
曾昭抡认为，要实现高等教育是革新，尤其是化学领域的突破性进展，必须改进教材内容，改革教学方法。曾昭抡执教北京大学化学系后，废弃了旧的教材，重新编写新教材。新教材的特点，一是反映出当时化学研究的新进展；二是增加了化学实验内容，改变了理论脱离实际的教学方法。他强调学生要了解科学新进展和注重化学实验，在编写教材和讲授课程时，充分体现了这一教育思想。曾昭抡亲自编写讲义，把一些最新动态和成果加进去、介绍给学生。他曾讲授过普通化学、有机化学、物理化学、有机合成、有机分析、炸药化学和化学工程等多门课程，由于他备课认真，又博学多闻，所以他的讲课很受学生欢迎。
化学授课中，他提倡通过实验，进行概念、理论知识的教学。在编纂新教材中，将所谓的概念、理论编排在元素化合物知识的内容之中，以鲜明的实验事实引入揭示，从而增强教学的感知性和实践性。恰当展开教材内容，教学中以实验创设问题，培养学生的探究问题意识，以问题来激发学生学习兴趣，学生以探究问题为学习动力，在其引导启发下进行分析问题、揭示问题、解决问题，学生通过对实验现象和事实的分析、比较、抽象、概括，从而发现、形成概念。
曾昭抡经常在课堂上一边讲课，一边做示范实验，或者讲完了所学的内容后，集中一段时间让学生去做实验。例如有机合成课要求学生用一定数量的原料，在规定时间内完成20个合成实验；又如有机分析课要求学生对10个未知化合物和5个未知混合物进行分离、鉴定并写出报告。他这样重视实验的教学方法，在当时的中国尚属罕见。
曾昭抡创新教材内容，革新教育方法的举措，使教师在传授某种物质的性质时尽可能多地让学生接触实物，教师演示实验时，要求学生注意观察，提出问题，启发学生自觉观察的积极性，并要求观察时认真细致，逐步培养观察能力。
加强硬件建设，始创论文制度
加强实验设备，充实图书资料。曾昭抡认为要搞好教学和科研工作，必须有良好的实验设备和充实的图书资料。20世纪30年代，他到北京大学任化学系主任时，亲自主持扩建实验室，增添了许多新的实验仪器和化学药品，促进了科研和教学工作的开展。为了做好图书资料工作，曾昭抡还为北大化学系图书室订购了许多美国、英国、德国等国的图书、期刊，亲自选定书刊目录，千方百计补齐缺刊，保证师生能接触到学术领域的各个方面及其最新发展。50年代，他任高教部副部长时，又强调要改善高等学校科研工作的条件，要切实解决好仪器设备和图书资料等问题。
曾昭抡最早倡导学生做毕业论文，也是我国化学界最早在高等学校要求学生做毕业论文的人。在他的倡导下，北京大学化学系的毕业生从1934年开始做毕业论文，从此，其他各大学也相继实行毕业论文制度。
此外，曾昭抡在教育过程中，还注重发现人才和重点培养人才。特别是在教学和科研中，曾昭抡很注意发现有学术思想、勤学敢干的高才生，并通过学外文、搞科研、著书立说、不断深造等方式，培养了一大批人才。