O início do sistema educacional e de pesquisa em Campinas está intrinsecamente ligado ao período da Proclamação da República, no final do século XIX. O ensino teve início em instituições particulares, que ocasionalmente ofereciam aulas gratuitas. Fundada em 1874, a escola Culto à Ciência é a mais antiga do Brasil em funcionamento no mesmo prédio. Em seus primeiros anos, o ensino era voltado aos maçons, mas, antes ainda da virada do século, passou a ser administrado pela Prefeitura de Campinas e, em seguida, pelo governo do Estado. Em seu quadro de ex-alunos constam nomes como o engenheiro e arquiteto Lix da Cunha e o pioneiro da aviação, Santos Dumont.
A educação pública efetiva em Campinas teve início em 1897, com a criação do primeiro Grupo Escolar de Campinas. O edifício na avenida Moraes Salles foi projetado pelo engenheiro e arquiteto Francisco de Paula Ramos de Azevedo em estilo eclético, com elementos neorrenascentistas e neogóticos. A partir de 1917, o prédio passa a se chamar “Francisco Glicério”, em homenagem ao intelectual e político campineiro, figura marcante na Proclamação da República. O colégio oferecia ensino somente para os quatro primeiros anos e assim, em 1903, foi inaugurada a Escola Complementar de Campinas, que inicialmente ocupou um imóvel na esquina da rua 13 de Maio. Em 1924, um novo prédio foi inaugurado na Avenida Anchieta. A partir de 1936, a instituição de ensino passou a se chamar “Carlos Gomes”.
A força do ciclo do café também levou o município a ser sede do Instituto Agronômico de Campinas (IAC). A inauguração, ainda no período imperial, teve a presença de D. Pedro II. Até o presente, o Instituto se notabiliza por resultados expressivos na área de melhoramento genético e técnicas de culturas. Em 1968, uma outra visita histórica: a da rainha do Reino Unido, Elizabeth II, acompanhada do príncipe Philip, que tinha especial interesse em conhecer o programa de melhoramento do café, referência no mundo.