元代教育首先在機構設置上與以往不同。元代設漢文國子學、蒙古國子學、回族國子學。
國子學或國子監，都是古代封建社會的教育管理機關和最高學府，都具備了兩種功能，壹是朝廷管理機關的功能；二是朝廷最高學府的功能。所不同的是，“國子學”是傳授知識，指向教育和最高學府的功能；“國子監”是督查監管，指向朝廷教育管理的功能。事實上，元代國子學的設立相對於“太學”而言，除了是朝廷傳授經義的最高學府外，更多地承擔了朝廷教育管理的職能；但同時，國子監與太學也可互稱，經常用太學來指代國子監。因此，元代的國子學也就是元代的太學。
1269年，元世祖設立了漢文國子學。漢文國子學以漢語授課，傳授儒學文化，生員先學《孝經》、《小學》、《論語》、《孟子》、《大學》、《中庸》，後學《詩》、《書》、《禮記》、《周禮》、《春秋》、《易》。
漢文國子學配備的老師分為蒙古司業，以及蒙古博士、助教、教授、學正、學錄、典給、典書等職。漢文國子學最初學員定額為200人，後來增加至300人，其中蒙古學員占壹半以上。
此外，至元代初期還設置了漢文國子監，選七品以上朝官子孫為國子監生員，隨朝三品以上官員可以舉薦俊秀的平民子弟入學，成為陪堂生伴讀。因此漢文國子監是蒙古族生員學習漢族文化壹個主要場所。
當時，著名學者許衡、馮誌等人被延請到國子學執教。漢文國子監學的師儒們為了搞好教學，對生員們實行了升齋等第制、私試規矩制和黜罰科條制，調動了生員的學習積極性。
1271年元世祖在京設立蒙古國子學。蒙古國子學中的教師與漢文國子學大同小異。蒙古國子學生員數量最多曾達400多人，其中有壹定比例的庶民子弟。
蒙古國子學以蒙古族生員居多，但也選取朝中漢人、色目人、南人百官的子弟入學。蒙古國子學主要用蒙語授課，以蒙古語譯寫的《通鑒節要》為主要教材，學習結束後，出題考試，成績優異者，量授官職。
另外，元代朝廷還在上都即位於今內蒙古自治區錫林郭勒盟正藍旗境內的西夏都城設立了國子分學，其授課時間與皇帝巡幸上都的時間基本壹致，其余時間都在大都上課。元代蒙古國子學也是生員學習漢族文化的壹個主要場所。當時的師儒們為了搞好教學，對生員們實行了諸多有效的管理辦法，為元代朝廷輸送了許多合格的官吏。
1277年，元代朝廷還設立了蒙古國子監，蒙古國子學歸其所管。監內設祭酒、司業、監丞、令史、知印等職。蒙古國子監既是管理機構，也是教學機構，它和蒙古國子學壹道，為朝廷培養了眾多的蒙古族人才。
元代的蒙古國子國子監呈現了發展的態勢。不僅師儒之職完備，而且生員的數量最高曾經達400多人、生員當中，庶民子弟也占壹定的比例。它和蒙古國子學壹道為元代朝廷培養了眾多的蒙古族人。
元帝國時期，在擴張過程中與西域多有接觸。元代，任用和吸引了壹批西域人，其中最著名的有天文學家波斯人哈魯丁。1289年4月，元代尚書省的臣員進言說：亦思替非文字宜施於用。今翰林院益福的哈魯丁能通其字學。乞授以學士之職，凡公卿大夫與夫富民之子，皆依漢人入學之制，日肄習之。
翰林院益福的哈魯丁所掌者為教習亦思替非文字。亦思替非文字是古代伊朗人所創造的壹種特有的文字符號系統及計算方法，用以書寫國王及朝廷有關財務稅收，清算單據，稅務文書等。阿拉伯哈利發帝國興起後繼續用這種文字以管理和書寫有關財務稅收事項，是壹種具有保密性又便於統計數目的文字。
亦思替非文字不是壹般的波斯文或阿拉伯文，而是壹種專門學問，其中有較為精密的數學統計方法。翰林院益福的哈魯丁掌握這種學問，也可算是“絕學”了。
朝廷采納了尚書省的這個意見議，在1289年8月設置了回回國子學。元仁宗執政時期，朝廷又設置回回國子監。回回國子監管轄回回國子學。
在回回國子學中，教師們用正規的辦法訓練通曉亦思替非文、波斯文和阿拉伯文的翻譯人才。元代朝廷讓相當壹部分蒙古族兒童在回回國子學就讀，目的是培養諸官衙口的翻譯人才。
元代建立的回回國子學是壹所外國語學校，與元代朝廷的對外貿易有關。這是蒙古族教育史，乃至古代教育史上最早建立的壹所外國語學校。我國至今使用的阿拉伯數字，就是在元代時期來華穆斯林帶來的。