1902年创办通州师范时，张謇提出以“国家思想、实业知识、武备精神三者为教育之大纲”。1904年在建扶海家塾时，他提出了“谋体育、德育、智育之本基于蒙养”的思想。1914年在为河海工程测绘养成所制订的章程中，他明确规定：“一、注重学生道德思想，以养成高尚之人格；二、注重学生身体之健康，以养成勤勉耐劳之习惯；三、教授河海工程上必需之学理技术，注重实地练习，以养成切实应用之知识。”这已经是德智体三育全面发展的教育方针。1923年他又在致黄炎培《论教育》的信中对德与艺的关系做了精辟论述，认为无论初小高小还是中学大学，都要德艺并重，而小学阶段尤要强调德重艺次，因为无德无行将为社会所不容，即无从就业谋生。
课程设置
张謇认为课程设置要能体现教育方针、实现培养目标，以利于学生在校德智体全面发展，毕业进入社会后满足就业实际应用的需要。因此，他为各级各类学校拟订的教学课程，摈弃了旧教育制度的保守性和封闭性，总是紧跟时代和世界的潮流，让学子们在全人类创造的优秀文化科技成果里吸取滋养、陶淬学识、养成人格。1903年他为通州师范规定的课目，已经构成了开放型、前瞻性的课程体系。他还认为特种教育的课程设置应顾及特殊的培养目标，如1919年他在交通警察养成所开学演说里强调：“诸生须极端注意英语一科，因所办交通警察，强半为外人来通参观而设。英语在世界上最为普及，若不通英语，设西人有所询问，警察瞠然不知所对，实为南通自治之羞。”他还特别强调学习国文的重要性：“慨自科举停废，士竞科学，以文字为无用，致废书而不观。甚至焉乌混写，略不知惭；汉唐错列，被讥勿悟。”认为国文属于国学，在学问体系中应占有主要的位置：“主则国学是已。无学何以为国？此则小国犹然，而况于五千余年泱泱之古国乎？”
教学方法
针对旧教育“空言无用”的缺陷，张謇特别强调理论与实际、课堂与实习、学校教育与社会教育的结合，注重于把知识转化为能力。他强调指出：“良知之学，重在知行并进。居今之世，舍知行并进，尚安有所谓学务哉？”他为师范、医校、纺校、农校建立了附属的实习基地。对师范生，他明确规定毕业前一学期必须到附属小学校进行教学实习，且须于实习之前预备教案，于实习之后详加讨论，以便总结得失、增强技能。他还规定纺校学生必须利用假期参观先进的实业，旅游名胜古迹，借以增广见闻、锻炼体魄。因此他的学校毕业生较少高分低能现象，学生普遍具有较强的实际动手能力，受到社会的欢迎。他还主张因材施教：“胥一国之人于一途，势有所不能；别一途以养性之相近者而成其材，宁有不可？”“教聋不可以管龠，教瞽不可以文章，教童子不可以乌获，必因其所能明而益以明，因其所能行而导以行。”因此他强调教师要“因材易教，毋拂毋悖，毋萌倦志”，学生要“各本性所近，习一艺而专之；各本识所明、力所胜，习一事而勤之。信能如是，期以三年、五年、八年、十年，学生其必有成焉者”。
实业与教育迭相为用
张謇是中国近代最早认识实业与教育对于富民强国重要意义及其二者互动关系的思想家。他认为“实业教育二事有至密至亲之关系”“实业教育，富强之大本也”“实业为教育之母”“教育为实业之母”“国所与立，以民为天；民之生存，天于衣食；衣食之原，父教育而母实业。”“以实业辅助教育，以教育改良实业。实业之所至，即教育之所至”。这些论说正确地反映了物质文明与精神文明之间的辩证关系，是张謇教育思想体系中最为闪光之点。在这种思想指导下，张謇设立了一些直接为经济服务的专门学校，收到了教育服务经济——为经济提供人才与智力支持，经济支撑教育——为教育提供资金与物质基础的良好效果。
教师与师范的地位
张謇是中国近代最早系统地论述师范地位、提倡尊师重教，并且在实际中下大力从事师资培养的教育家。他认为“一艺之末，学必有师，无古今中外之通义也。况图国家强立之基，肇国民普及之教育乎？”“欲教育普及国民而不求师则无导。故立学校须从小学始，尤须先从师范始。”他响亮地提出：“师必出于师范”“师范乃教育之母”“师范则普及根原，教育本位”。1912年他在回顾兴学历程时精辟地论述了普及教育与兴办师范的关系：“自前清甲午中国师徒败衄，乙未马关订约，国威丧削，有识蒙诟，乃知普及教育之不可以已；普及有本，本在师范，乃知师范之设不可以已。”他给“师范”二字所下的定义是：“范者法也，模也。学为人师而不可不法不模。”他认为教师是为人师表的，不但要有渊博的学识，而且要有“坚苦自立”、“忠实不欺”、“勤苦俭朴”诸美德，还要对学生有爱心与耐心：“苟无慈爱心与忍耐心者，皆不可任，固不纯恃学业之优为已足尽教育之责也。”为引导教师终身从事教育，1902年他提出：“必鼓舞习师范者，使有乐从教育之途也。”并设计两条办法：一是对从教达到一定年限著有成绩者分别授予学位官衔，以名誉鼓舞之。主张给教师评定职称，通过荣誉感来激发责任感，张謇是有史以来第一人。二是对长期及终身从教者，视一般教师俸薪从优。1908年他建议中央政府制订擢优、励恒、彰廉三项鼓励政策和定给俸、定就聘、定义务界限、定职任资格、定解约规则、定处分规则等6条约束措施，用以引导习师范者长期从事教育事业。关于师范教育的理论是张謇教育思想体系的核心部分。
学风与校风建设
张謇认为：“国家前途舍学子无望，学子前途舍敦行力学无望，敦行力学舍专静无望。”因此“学生须以求学问为唯一宗旨”。而学生的可塑性很大，“犹水在盂，盂圆则圆，盂方则方；犹土在陶，陶瓦则瓦，陶器则器”，“生铁之必数炼而为钢也，生棉之必层制而为布也”，关键在于学校与老师如何教育。1903年他在日本考察教育时，有两件事对他触动很大。一件是5月31日在大阪城南陆军练军场冒雨参观大阪市小学校创立三十年纪念会。学童之集者四万人。时风雨大作，衣履尽湿，而小学生行列不乱。此非一日之功，而是积三十年长久熏陶的学风校风所致。另一件是6月9日在东城郡鹤桥村参观农学校后在该校用午餐。该校凡扫除之事必由学生自为之，一些食品也由学生手制，但常年佐餐只有生鱼片2片或熏小鱼2条、咸萝卜2片。他当时作为日本政府介绍的特客，也只有一碟鸡蛋牛肉屑炒薯片，一小碟盐渍萝卜片，外加一壶茶。其学生勤俭之风令张謇钦敬不已。原来日本教育家有言：“当使学生知为学不求饱而敏于所事，不可使饱食而无所用心。”这两件事说明日本学生具有忠实坚强的纪律性和勤俭耐苦的学风，引起张謇深入的思考，并由此悟出对学校的管理之道。他认识到：“以教为育，便是干涉而非放任。放任者野蛮之事，干涉者文明之事。”他竭力倡导“勤苦纯朴之校风”，并于1912年专门写了《论严格教育旨趣书》，提出了“凡教之道以严为轨，凡学之道以静为轨”的精辟论断，主张学校管理应比照军队，“师道贵严”，不宜放任，“有害群者去之，无姑息焉”。1923年元旦，他谆谆教导学子们一要静心二要耐苦：“静然后能宁心志，静然后能致思虑，静然后能蓄精神。今日之静正为他日之动也。古今中外无浮躁而能成学问、而能成事业者。……古今学者之所以能成其学，何一非从艰苦中来？”他的这些论说，符合人们认识世界的能动过程，阐明了教与学的内在规律，具有确凿的真理性。为从制度上保障教学秩序，维护好的学风校风，张謇还设计并实施了一些奖惩措施。他认为：“赏罚者，整齐一校规则、锐厉一校精神之具也。”他劝导学生要从“何人以何事而赏，何人以何事而罚”中引发思考，激发勤勉向上的志气，从而收到奖勤励惰、去其害群的正面效果，而避免骄傲自满或嫉妒嫌忌的负面效应。针对“向学之士，贫者居多”的情况，张謇还在学校里设置了一些“苦学生”岗位，在减免学费的同时让他们承担一些校内杂务，帮助他们通过勤工俭学完成自己的学业。
教育事业的发展规律
张謇认为教育是有起点而没有终点的事业，必须与时代一同进步，长办常新。他说：“万事有始者有卒，教育有始而无卒之事也。万物有新者有旧，教育有新而无旧之事也。”因此，“教育必须与时势相消息。倘昧于时势之变迁，墨守定章，一成不变，则其教育与时势不相应，虽有成效，何补于国？何补于民？”不仅如此，教育还是一项既有规则又无定则的事业，不同国度不同地区发展教育必须从本国本地的实际出发，才能收到好效果。他说：“教育者，有方而无方、有法而无法之事也。”因此，“教育尤其宜有变动，不过必当顾及本地的需要。例如在南通讲教育，先要想什么是南通需要的，什么是适合南通的。”他的这些论断，揭示了教育事业应当随着时间地点而发展变化，批判了文教事业上的教条主义，对于保持教育事业的生机活力具有长久的指导价值。
由以上九方面主要内容构成的张謇教育思想体系，是同时代教育思想家的典型代表与集大成者。这些教育硕果批判地继承了以孔子为代表的中国古代儒家教育思想，实现了新的历史时代教育思想的新飞跃。以张謇为杰出代表的中国近代教育家的理论与实践，是继孔子把“学在官府”改变为“学在私塾”之后，对教育生产力的又一次大解放，具有把古代教育推进到现代教育的里程碑意义。