在蔡元培整个教育体系中，大学教育思想占有非常突出的地位，这同他重视高等教育密切相关，他认为要发展中国的教育事业，办好高等教育是关键。因此，他说“自己的兴趣偏于高等教育，在高等教育方面多参加点意见”，因此，他又较长时间主持北京大学，有丰富的大学教育实践经验。因而形成了颇有创建的比较系统的大学教育思想。
1．关于大学性质的探讨
蔡元培认为大学应当成为研究高深学问的学府，这是蔡元培办学的指导思想，也是他大学教育思想的出发点。早在1912年5月16日，他以教育总长身份出席北京大学开学典礼，在演说中就提出“大学为研究高尚学问之地。”在担任北京大学校长后。他更是反复申述这一思想。1917年1月9日，他在就任校长的演说中，明确的向学生说明：“诸君来此求学，必有一宗旨，欲求宗旨之正大与否，必先知大学之性质。今人肆业专门学校，学成任事，此固势所必然。而在大学则不然，大学者，研究高深学问者也”。
蔡元培如此强调大学性质在于研究高深学问，在当时是为了扭转学生上大学为做官的陈腐观念。当时学生入学“仍抱科举时代思想，以大学为取得官吏资格之机关，而对于学问则没有什么兴趣。蔡元培指出，这是北大“著名腐败的总因”。因此，他认为要改革旧北大，“第一要改革的，是学生的观念。”
由于大学的性质在于研究高深的学问，他还提出，大学不能只是从事教学，还必须开展科学研究。他要求大学教员不是灌输固定知识，而是对学问有浓厚的研究兴趣，并能引起学生的研究兴趣；大学生也不是死记硬背教员的讲义，而是在教员的指导下自动的研究学问。为了使大学能承担起教学，科研双重任务，他极力主张“凡大学必有各种科学的研究所”。他在《论大学应设各科研究所之理由》的文章，详列了三点理由：
一是“大学无研究院，则教员易陷入抄发讲义不求进步之陋习。”
二是设立研究所，为大学毕业生深造创造条件。
三是使大学高年级学生得以在导师指导下，有从事科学研究的机会。
2． 办学原则——思想自由，兼容并包
蔡元培从大学应该是研究高深学问的学府这一思想出发，提出了这一办学原则。他认为大学应该广泛吸收各种人才，容纳不同学派。如果抱残守缺，持一孔之论，守一家之言，是不可能成为真正高水平的大学。
思想自由、兼容并包的办学原则主要体现在对待学说和教员两方面，由于学说必须由人提倡、宣传和发展，教员又以研究，传授学问为己任，所以思想自由、兼容并包的办学原则，在实际中更多的是体现在对待教员方面。蔡元培聘请教员，最重要的有无专门学问。只要由真才实学，有研究学问的兴趣和能力，就聘为教员。反之，如若学术水平低，则不管什么人，坚持辞退。而对于教员的政治见解，学术派别，只要不妨碍授课，则不作为取舍标准。
当然，蔡元培提倡思想自由，兼容并包，并不是主张对新旧思想采取不偏不倚的态度，恰恰相反，其本意在于打破封建文化专制主义的束缚，发展资产阶级新文化。
3．学科设置——从偏重文理到沟通文理，废科设系
关于大学学科设置，蔡元培的思想，有一个变化发展过程，最初，他从“大学为研究学理的机关”这一思想出发，主张“要偏重文理两科”。
蔡元培担任北大校长后，又进一步主张“学术分校”理由有两条：第一、文理两科，专署学里，其他各科偏重于致用；第二、文理两科，设有研究所，实验室等设备，如若遍设其他各科，就要增设病院，工场等，困难更大。
主张学术分校，大学专设文理两科，显然是对民国元年“大学以文理两科为主”见解的发展，目的是为了突出大学的性质在于研究学理，在蔡元培看来，“学”与“术”可分为两个名词，“学”为“学理”，“术”为“应用”。文、理是“学”，法、商、医、工、农皆为应用，为“术”。学与术虽然关系密切，但学为基本，术为枝干。
更可贵的是，蔡元培在看到了文、理分科所造成的流弊之后，进一步主张“沟通文理”。他说文理是不能分科的，文科的史学、文学均与科学有关，而哲学全以自然科学为基础。同样，理科各学科都与哲学有关，自然哲学，尤为自然科学的归纳。而且，由于学科之间的彼此交错，有些学科简直无法以文、理科来区分。因此，他主张沟通文理，和为一科。1919年，北大进行改革，撤销文、理、法三科界限。全校设立14个系，废学长，设系主任。
4． 教学制度——选科制
与沟通文理思想相连系，在教学制度上，蔡元培主张采用选科制，他认为这种制度使学生于专精之余，能够旁设种种有关系的学科，有利于打破学生“专己守残之偏见”，扩大知识面。有利于学生个性的自由发展。
对于实行选科制，蔡元培认为必须加强指导，为防止学生纯粹从兴趣出发，忽视对基本理论，基本知识的学习，他强调学生所选的学科必须经教员审定，学生只有相对的选择，无绝对的选择，除必修课以外的学科，才有选择权。同时，他还指出，选科制只能行之于高等以上学校，普通教育只可采用选科精神，而不能行选科制。
5．行政管理——教授治校
实行教授治校，这是蔡元培关于大学行政管理的基本思想。他主张教授治校，是为了建立民主的管理体制，防止校长主观专断，任意办事，这是他民主思想的反映。更主要的是为了依靠真正懂得教育和学术的专家来管理学校。由此可见，民主精神和依靠专家，这是蔡元培教授治校主张的两根支柱，教授是学校教学与科研的主力，他们既懂得教育又有学问，蔡元培依靠他们来管理学校，这不仅彻底扭转了旧北大一切校务有校长等少数几个人决定的状况，而且大大调动了教授们的积极性和创造性，出现了民主办校的生动局面。
综上所述，蔡元培大学教育思想的基本特征是民主和科学，目的是要把大学办成高水平的教学科研中心，他不仅为中国近现代资产阶级大学教育理论的形成打下了坚实的基础，而且，其中许多真知灼见，如重视大学开展科学研究工作，提倡“思想自由，兼容并包”，注重发展学生个性，主张“沟通文理”，以及“依靠既懂得教育，又有学问的专家实行民主治校”等等
不肯认北大校长的宣言
本文系蔡元培校长1919年6月手写的辞职声明。
（一）我绝对不能再作那政府任命的校长：为了北京大学校长是简任职，是半官僚性质，便生出那许多官僚的关系，哪里用呈，哪里用咨，天天有一大堆无聊的照例的公牍。要是稍微破点例，就要呈请教育部，候他批准。什么大学文、理科叫做本科的问题，文、理合办的问题，选科制的问题，甚至小到法科暂省学长的问题，附设中学的问题，都要经那拘文牵义的部员来斟酌。甚而部里还常常派了什么一知半解的部员来视察，他报告了，还要发几个训令来训饬几句。我是个痛恶官僚的人，能甘心仰这些官僚的鼻息么？我将进北京大学的时候，没有想到这一层，所以两年有半，天天受这个苦痛。现在苦痛受足了，好容易脱离了，难道还肯投入进去么？
（二）我绝对不能再做不自由的大学校长：思想自由，是世界大学的通例。德意志帝政时代，是世界著名开明专制的国度，他的大学何等自由。那美、法等国，更不必说了。北京大学，向来受旧思想的拘束，是很不自由的。我进去了，想稍稍开点风气，请了几个比较的有点新思想的人，提倡点新的学理，发布点新的印刷品，用世界的新思想来比较，用我的理想来批评，还算是半新的。在新的一方面偶有点儿沾沾自喜的，我还觉得好笑。哪知道旧的一方面，看了这点半新的，就算 "洪水猛兽"一样了。又不能用正当的辩论法来干涉了，国务院来干涉了，甚而什么参议院也来干涉了，世界哪有这种不自由的大学么？还要我去充这种大学的校长么？
（三）我绝对不能再到北京的学校任校长：北京是个臭虫窠（这是民国元年袁项城所送的徽号，所以他那时候虽不肯到南京去，却有移政府到南苑去的计划）。无论何等高尚的人物，无论何等高尚的事业，一到北京，便都染了点臭虫的气味。我已经染了两年有半了，好容易逃到故乡的西湖、鉴湖，把那个臭气味淘洗干净了。难道还要我再作逐臭之夫，再去尝尝这气味么？
我想有人见了我这一段的话，一定要把“我不入地狱，谁入地狱”的话来劝勉我。但是我现在实在没有到佛说这句话的时候的程度，所以只好谨谢不敏了。
