自五口通商和英法联军入侵北京后，清朝当局慑于列强的船坚炮利锐不可当，深感非兴学造就翻译与制造船械及海陆军等近代化人才不足以图强。
于是，从19世纪60年代起，以培养新式外交、军事、科技人才为核心的洋务教育逐渐开办起来，全国各地相继创办了一批“西文”、“西艺”两种类型的学堂，总数不下三四十所。
所谓“西文”学堂，一般是指培养精通外国语言文字和外交人才的西式学堂；所谓"西艺"学堂，一般是指培养近代科学技术（包括军事技术）人才的科技学堂和军事学堂。此外还派遣学生分赴欧美和日本留学，并对旧式书院进行一些改良。
兴学堂、遣留学和书院改良等活动的出现，标志着洋务派对中国传统的封建教育进行某些改革。这是洋务运动的组成部分，也是向西方学习的深化和具体内容。
中国近代教育事业是从洋务派举办培养翻译和外交人才的外国语学校开始的。
主持外交的奕诉对培养翻译人才的重要性深有体会，他说：“欲悉各国情形，必先谙其语言文字，方不受人欺蒙。各国均以重赀请中国人讲解中文，而中国迄无熟悉外国语言文字之人，恐无以悉其底蕴"。
因此，他在咸丰十年冬（1860年）奏请设立专门学馆以培养谙练外国语言文字的翻译人才。同治元年二月一日（1862年3月11日）北京同文馆正式成立，启动关防；英文馆开学，延请包尔腾充任教习，教授英语等课程。另请汉人徐树琳教习汉文，并令其暗为稽查。学生是从八旗子弟中挑选的，第一届共10名，大都是天资聪颖、年仅十三四岁的儿童。
同文馆是洋务派创建的第一所新式学堂，以培养外语翻译和外交人才为宗旨，附设于总理衙门。
同治二年三月（1863年4月），该馆内又相继设立法文馆和俄文馆，同治十一年添设德文馆，光绪二十三年（1897年）添设东文馆。
同文馆不仅外语语种的设置较为齐全，还在同治六年（1867年）增设了以培养自然科学技术人才为宗旨的天文算学馆，讲授天文、算学等近代自然科学等课程，招收年在20岁以上的满汉举人、贡生人馆学习，并准令正途出身五品以下满汉京外各官中年少聪慧者志愿入馆肄业，一律经过考试录取。
是年，混老成持重、对西学有较多了解与研究的徐继畲为同文馆总管大臣。同治八年，聘请美国传教士丁韪良为总教习，总管校务。此外还设有提调、教习、助教若干人。
该馆师生人数逐渐增多，所设课程大加扩充，制度渐趋健全。天文算学馆的设立，遂使这所外语学堂变成一所近代化多学科的外语和自然科学兼备的新式学校。
学制分为8年制和5年制两种。8年制的学习内容有：认字写字练习句法、翻译照会等有关外语学习的课程，另有讲授各国地图、读各国史略、数理启蒙、代数学、几何原本、微分积分、航海测算、讲求化学、天文测算、万国公法、富国策以及汉文经学等等。5年制除与外文有关的课程不学外，其余课程与8年制大体相同。
同文馆培养了大批外语人才，翻译了大批西方科技、法律和文史等方面的书籍，在社会上流传颇广，促进了中国士人对西方科学文化与技术知识的了解。
李鸿章极力支持开设外国语言文字之类的学堂，以造就外语人才和传播科技新知。
同治二年（1863年），他仿照同文馆创办上海广方言馆，选拔江浙地区14岁以下的文童人馆学习外国语言文字和中国的经史文义。同治八年，广方言馆并入江南制造总局，成为局内附设的一所西式学堂。
同治三年，创立了广州同文馆。光绪十三年（1887年），创设台湾西学堂，十四年，创办珲春俄文书院等一家外国语学校，主要培养外语和外交人才。
随着洋务运动的开展，洋务派在各地相继开办了一些科学技术学堂和军事学堂，专门培养科技、工程、制造和军事等方面的专门人才。这类科技和军事学堂大多集中于沿海沿江的商埠或各省省会，如福州船政学堂（1866年）、天津电报学堂（1879年）、天津北洋水师学堂（1880年）、天津武备学堂（1885 年）、广东陆师学堂（1886年）、广东水师学堂（1887年）、南京水师学堂（1890年）、湖北自强学堂（1893年）等等。其中尤以福州船政学堂、天津武备学堂和湖北自强学堂等新型学堂最有影响。
福州船政学堂是福州船政局附设的求是堂艺局，由闽浙总督左宗棠奏准建立。全部采取英、法海军学校的教育体制，学制5年，主要在闽、粤、浙、沪和香港等地招收16岁以下的学生学习造船和驾驶，故有造船班和驾驶班之分。
造船班为前堂，又称制造学校或造船学校，由法国人主持。主要学习法语、数学、机械学和船体制造实习等课程。
驾驶班为后堂，由英国人主持，学习专业有船舶驾驶和管轮，主要学习英语、数学、航海天文、地理和航海实习训练等课程。
该校是我国最早的海军学校，也是最早的航海、造船和近代科技专业学校，培养了大批海军骨干和航海、驾驶、造船和近代工程工艺技术人才。
天津北洋水师学堂，由直隶总督兼北洋大臣李鸿章奏准建立。从福州船政学堂调来严复为总教习，主持教务，主要课程聘英国人任教习。主要在直隶、山东和东南沿海招收13岁至17岁的学生，并根据他们的文化程度之高低分为一、二、三班，学制5年。主要学习英语、数学、天文、地理、测量、驾驶等课程。
这座新式学堂成为培养海军技术人才的基地，为北洋海军输送了一批批技术力量。还相继在大沽、威海、旅顺等地设立水雷、水师、鱼雷等专门学校，形成以天津水师学堂为中心的北方海军教育基地。这对引进西方近代教育体制，传播西方科技文化起了促进作用。
此外，李鸿章创办的天津武备学堂，专门培养新式陆军人才，聘任德国军官为教习，参照德国军校制度施行教学与训练。这对当时以西法改造旧兵制和后来编练新军都有重大的积极影响。
湖北自强学堂，光绪十九年（1893年）十月，由湖广总督张之洞创办于武昌。选拔15至24岁的士子入学肄习。分设方言、格致、算学、商务4科，分斋授课。二十二年，算学改归两湖书院讲习，格致、商务停办，只设方言馆，内分英、法、德、俄语言文字四门。学制5年。次年增设算术、格致、理化等课程。二十九年改为普通中学堂。
上述各类新式学堂的建立，为西学在中国的传播奠定一定基础，培养了不少外语人才和科学技术人才、近代军事、外交等人才，为中国近代化的基础教育、实业教育、技术培训和高等教育提供了模式。
这些新型的学校，不论其教学内容还是教育形式，都充分展示了它的先进性、科学性及其符合社会发展需要的实用价值，而使中国的学塾和书院之类的陈旧教育模式望尘莫及。因此，这种崭新的教育模式的建立是对中国传统教育体制的冲击和挑战，预示着中国的文化和教育事业必将进行一场巨大的变革。