新式教育
盛宣怀办新式教育由仅搞实用培训逐步转到长期正规系统。还在1873年因宋晋上奏停办造船厂建议，李鸿章特派盛宣怀去马尾船厂调查研究。他经过调查，初步在感性上意识到，买洋机器必须洋技术人员陪同机器来华，派聪颖青年跟洋师学习装配开机等全过程，同时提出建议办技工学堂培养技术人员（即所谓“弁学”）。有了这次实践，两年后独挡一面开采湖北广济矿产时，即发出了研矿不难在筹资本，而难在得洋师之叹。甚至说：“矿事之成败利钝，实以洋师之得人不得人而定。”除派人跟洋师学习外，逐渐萌发了自己设立矿务学堂之志。故在1880年创办电报局的同时，办了天津电报学堂，随后又在上海办电报学堂并办过矿务、驾驶等学堂。大都是边教边学。电报学堂在那时最重视经济的学堂，故在1887年做了一个总结，编了《电报总局学堂汇纂章程》，分了《学习》、《洋考》、《薪水》等目。该章程不仅将教育与办实业的实践紧密结合，而对某个学员按知识水平、学习成绩进行严格分等分级，而这种等与级，又与薪资挂钩，且同品德联系起来。可以认为这份章程是洋务运动以来新式教育创办最完整可行的教育规章。盛宣怀不失为中国第一代实业救国的教育家。无怪在此七八年后先后创办了中国第一所正规大学——北洋大学堂，和在当时规章制度非常严格的南洋公学，并逐步形成颇有自己特色的交通大学。上述矿务、电报学堂大都是被动地注重实用。随着时间的推移和实践的丰富，认为教育要走在新事业前面，要系统地学习理论知识和专业本领，这样不仅模仿实用，且能创造性工作。盛宣怀到19世纪90年代初，认识到“实业与人才相表里，非此不足以致富强”，他认为不能单纯“临渴掘井”搞实用式短期训练，或是依样画葫芦的模仿。下决心要作“十年树人”的事。他说：培养人才要作长期打算，“人笑我收效十年不能速，十年树人，视十年若远，若不树之，并无此十年矣！”
重视基础教育与办学
盛宣怀在1895年创办北洋大学堂时没有设小学堂，次年，他创办南洋公学，意识到小学的重要性。他上奏清廷说，“臣惟师道立则善人多，故西国学堂必探原于师范：蒙养正则圣功始，故西国学程必植基于小学”。南洋公学有外院之设。他说，“盖不导其源，则流不可得而清也：不正其基，则构不可得而固也”。故将师范与小学“尤为学堂一事先务中之先务”。
盛宣怀巧妙地用了两句话以便清王朝易于接受：一是“古已有之”论，说“探源于师范，植基于小学……”，“学校之制转与吾三代以前施教之法相暗合，今日礼失而求诸野”罢了；二是极力推崇科学技术的西学为用，必提中学为体。也不过是虚晃一枪，在其位者是必须讲的。
盛宣怀建议在北京、上海南洋公学办达成馆。所谓达成馆招成材之士即举贡禀秀才，或做过京官四品以上外官三品以上，“专学英法语言文字，专课法律、公法、政治、通商之学”，等于新知识的速成班，学制三年即可任外交、总署等单位的新式官吏。达成馆虽未办成，其教育思想却是可取的。在旧观点旧知识不适应新形势的情况下，要是从小学递升至大学而后用之，需十余年时间，因这些人无社会实践，无一命之秩，毕业亦未必适用。师范班的生源除无京官、外官规定外，举贡廪秀才等资格与达成馆是一样的。盛宣怀这种短期培训干部与长期学习系统知识专业相结合的办学思想是很可取的。
语言文字与专业关系
盛宣怀早就认识到，19世纪60年代设立的同文馆、广方言馆，专学外国语言文字，这在当时条件下是必要的。后来创办各种实业，所需人才是具有各门类专业知识技能，语言文字只是为学习科学技术的一种工具知识。例如接任律海关道李少东要将北洋大学堂学律例、矿务、制造等专业的60名学生改学法、德、日文字时，盛宣怀立即致电直督王文韶和李少东阻止，说：“勺黾殆误会此堂仅学文字，不知内有分类专门工夫。为小失大，弊莫甚焉！”这些专门人才毕业后尚且远敷用，需才如此迫切，这种做法，必然使“此堂隳废即在目前，为天下笑”。
办学中学习西方
一是学校体制学西方，老师聘洋师，如办矿、办电报及至北洋大学堂、南洋公学，并将有造诣的学生遣送国外留学，学成回国服务，中间不许半途废止、不许躐等。例如粤督岑春煊要将他派赴耶鲁大学留学的陈锦涛提前调回办理学务，盛宣怀坚决制止。
创造性或者说创新是盛宣怀一生办实业办教育等一切的特点，他所做的大多为前人未做过的事，即使前人做过他也在前人做过的基础上大力创造。例如办新式教育就是如此，他从办各种训练班到正规大学，而且在北方办理工科大学，到上海办以文科为主培养新式官吏、外交和企业等各种管理人才，并且从新科技向新式政治方面转变。办译书院就是一个典型例子。
普及推广新知识
在1898年5月间，康梁维新运动高涨变法圣旨即将下达之时，盛宣怀适时而动，一反过去只重视西方理工科技之书，他要在南洋公学成立译书院，翻译出版西国的以政法等书为主的书籍。他说非‘读西国之籍不然周知西国之为”。但语言文字非一蹴可就故非译西书不可。“中国过去三十年所译西书，不过千百中之十一，大抵算化诸多，政治之书极少，且‘多半为陈编。此次译书，一要新，二要译政法之书’。使成名成才者皆得究极知新之学，不数年而大收其用，非如日本之汲汲于译书，其道无由矣”。于是在南洋公学内成立译书院，广购日本及西国新出之书，其中尤其多译社会、政治、商务、兵事置于优先地位。著名学者严复所译《原富》就是译书院刊行的。所译各书对宣传民主政治起了很好的作用。对清末新政的推行也起到了一定作用。盛宣怀又于1899年成立译书院，就是在政治上求新的表现，有赞同君主立宪突破政治上保守的倾向，说出了“但求宪法顾得住君未始无益”的话。
实业教育
盛宣怀的实业教育思想来源于他兴办洋务事业的需要。自19世纪70年代起，盛宣怀先后创建或经营了轮船、电报、铁厂、铁路、矿务、纺织、银行等关系到国计民生的大型企业。在半殖民地半封建社会基础上发展起来的这些新式企业，急需有懂得西方先进科技知识和管理经验的人才与之相适应。但中国传统的读书、做官的科举制度不能向社会提供这些技艺人才。于是，新式人才的匮乏成为盛宣怀兴办实业乃至整个洋务运动的瓶颈。
早在19世纪70年代办理矿务期间，盛宣怀就认识到“开矿不难在筹资本，而难在得洋师”。由于他用人失误，高薪聘请的外籍矿师不懂地理、化学，以至在湖北勘探过程中失误而一事无成。盛宣怀不得不另聘矿师，几经周折，糜费了大量金钱。这个教训和以后在办理纺织、航运时遭遇的人才瓶颈使他认识到今后完全依靠洋人办实业会产生两大弊端：一是洋人的高薪将使企业背上沉重的负担。例如据他计算，仅招商局用于洋人的薪水每年不少于30万两。而聘用本国人才，“即使优给薪工，较洋人可省一半”。二是“督斯役者，以迄员董工匠，一无所知，重听命于洋员而已矣”。也就是说，洋人垄断技术，盘踞要位。处处掣肘，使中国人在办理洋务的过程中处于被动的尴尬地位。而这些企业均功大利所在，未便使外人久与其事。为了改变这种局面，盛宣怀每办理一件实业都注重培养相关人才。如在1880年架设津沽电线时设立天津电报学堂进行短期培训；在兴办汉阳铁厂时设立附属学堂培养技术、管理人才；1901年更是要求设立商务学堂，以“振起商战、足国足民”，可谓造就实业人才不遗余力。
在盛宣怀看来，提倡“实业教育”就是要教育联系实际，为实业服务，“有用之学，皆得学成而各尽其用”。就“教”的一方面而论，他强调按照社会的需求来设置学科，布置教学。从他为新式学堂制定的课程表中可以看到：测量、格物学、化学、地学、驾驶、机器绘图等实用性极强的课程占据主体地位，对传统经学的学习由学生自修完成；就“学”的一方面而论，他强调学生在研习课程时，在掌握基本理论的基础上进行动手操作，培养实际工作能力。学校不惜重金建造潞物化学机器等房，“以备各学生阅视考据”。这些兼具扎实理论基础和较强动手能力的学生倍受当时实业界的欢迎，从而印证了盛宣怀的“人才与实业相表里，非此不足以至富强”的认识。
教育救国
盛宣怀另一个重要的教育思想是“教育救国”。鸦片战争打开了中国的大门，清王朝的那种孤立的“天朝上国”局面再也无法存在下去。盛宣怀清楚地认识到这一点。他说：“如大列国，断无独居独处之日，亦断无百年不败之和局。”与列强的较量以国力为基础，但也离不开人才的作用。“弑问吾家将才如彼否？使才如彼否？理财之才如彼否？”比较的结果使盛宣怀产生了危机感，但他并不气馁，而是主张加紧培养人才，提携后进，“树人如树树，惟恐迟暮”。但遗憾的是他的倡议在当时并未引起多大的反响。甲午中国战败，丧师辱国，民族危机和清王朝的统治危机空前暴露出来。这使他更加坚信，中国惨败的一个很重要的原因是将才于俦人广众之中，拔使才于诗文帖括之内，至于制造工艺皆取材于不通文理不解测算之匠徒，而欲与各国契长较短，只有大力兴办教育，才能改变国家积弱的现状。在给清政府所上的《条陈自强大计折》中，他系统地表述了自己的“教育救国”的主张。他提出要实现自强，必须把练兵、理财和教育有机联系起来。但无论是练兵还是理财，都必须有相应的人才，否则将一事无成。他建议在科举制不能立即废除的情况下，各省先设立一所综合性学府，“教以天算、舆地、格致、制造、汽机、矿冶诸学，而以法律、政治、商税为要。先设武备学堂一所，教以筑垒测地、枪炮制造、弹丸发送……而以兵律戎机，有勇知方为要”，这些计划应尽快实施，否则“年复一年，外人眈眈视我，一无足恃，肆彼要求，得步进步……至其时，始晦七年之病，不蓄三年之艾，殆已晚矣！”正是在盛宣怀等人的不懈宣传下，“教育救国”思想被越来越多的人接受，从而促进了清末新式教育的发展，并在一定程度上影响了官方教育政策的制订。
改造传统教育
变革传统教学内容，加重西学课程比例。下面是盛宣怀为北洋大学所定的课程表，“第一年：几何学，三角勾股学，格物学，笔绘图，各国史鉴，作英文论，翻译英文……第四年：金石学，地学，考究兽禽学，万国公法，理财富国学。作英文论，翻译英文”。从中可以清楚地看到新式学堂的教学内容以西方语言文字、自然科学和社会科学为主。这就在实际上动摇了中学的主体地位，促进了课程的近代化。
采用新的教学组织形式和考核制度。新式学堂采用分班教学、分科教学、年级制等西方教学模式和考核淘汰制，“日有课，月有稽，季有试，年终有大考”。“学生未卒业之日，均不应学堂外各项考试”。这就使学生从科举制的束缚中解脱出来。
采用新的管理模式。盛宣怀参照西方，在学校中设置了督办、监院、总教习、提调等人员参与学校的管理，并增设义秘、会计、图书管理员、校医等。这些教职工各司其职，互相配合，已具现代学校管理模式的雏形。