汉代太学的教官由博士担任。博士各专一经，或《诗》、或《书》、或《易》、或《礼》、或《春秋》，在太学中以专习的一经对弟子进行讲授。这些博士均是当时的名师硕儒，政府给予优厚的待遇，学生对博士特别尊崇。

汉代太学的学生为博士弟子，也称太学生为“诸生”。太学初建时有太学生50名，以后逐渐增加。除由京都直接挑选入学的“正式生”外，各郡国县邑选送的地方知识青年为“特别生”。在年龄上要求不严格，有的太学生天资聪颖，不足18岁就应选了。太学里有12—13岁的“童子郎”，也有60多岁的白发老人。在出身方面，太学生中贵族子弟居多，但也有家境较为贫寒的子弟。“正式生”为公费，政府给俸禄;“特别生”为私费，食宿自理。有个别贫寒子弟，一边学习一边做小工，或者其母随至长安为人织布做鞋以供读书。太学生的数目在西汉末年已增至3000人。随着学生的不断增加，西汉末年曾大规模地扩建校舍。东汉时太学生人数大增，最多时达三万余人，京师形成太学区。匈奴等少数民族也送子弟入太学。太学建有博士宿舍和内外讲堂。至顺帝永建六年(公元131年)，“拓建房屋共计240房，1850室”。如此规模的太学出现在我国汉代，在世界教育史上首屈一指，标志着我国汉代的经济文化在当时世界上处于领先地位。

太学以儒家经典为教材。西汉末，出现古文经与今文经之争。今文经以当时通行的隶书书写，古文经晚出，以战国时古文字书写。同时，经文的字句，篇章及解说也有差异。今文经得到政府的支持，在太学中设立的博士都是今文经博士。古文经只在民间私学中传授。当时书籍甚少，学者难得，训诂句读〔dou 豆〕皆靠口授，故博士讲解经书重视传授关系，形成师法和家法。某一经的大师，如得到朝廷赏识被立为博士，这位大师的经说便成为师法。弟子相传，遂有不同解释，自成一家之言，再传下去，便成家法。汉代博士各以师法、家法教授弟子。同是一经有了不同的解释，在学术上就产生了不同的流派。如自立门户，各家对经书章句纷纷进行详细解说，甚至不惜以几万字或十几万字去解释一句话或一个典故。所谓“博士买驴，书券三纸，未有驴字”，正是这种情况的写照。

随着封建经济的发展，太学的教学方法比春秋战国时期有了较大的进步。西汉时就有了用植物纤维造纸的技术，到东汉蔡伦(?—公元121年)发明“蔡侯纸”后，物美价廉的纸开始流行于世。同时丝织技术也有了极大进步，已能织出薄如蝉翼的绢帛。绢帛的增产和纸的普及，为书写提供了极为方便的条件，用绢帛和纸抄写的书逐渐增多起来，不仅朝廷有“兰台”、“石室”、“广内”、“延阁”等图书馆，而且太常、太史、博士等也都有藏书，东汉洛阳还有了买卖书籍的“书肆”。书多了，书写方便了，教学方法由个别口授的问答法教学变为大班上课。太学的讲堂长10丈、宽三丈，同时听讲的人数总在几百人以上。学生听课带有书卷和纸笔，随时可圈点记录，积累了很多材料。学生的学习是以直接间接听讲与自修并重，从时间上来说则大部分时间用于自修。有的太学生利用充裕的自修时间，除正课外还研究其他经学或自然科学，而成为著名的学者或科学家。有的学生除在校内听博士讲诵外，还拜校外某经的专家为师，如王充(公元27—约97年)拜班彪(公元3—54年)为师，符融拜李膺(公元110—169年)为师，后来他们都成为有卓越成就的学者而名垂青史。

太学的教学制度并不严密，没有规定学习年限，也不注意考勤，但却非常注重考试，用考试来督促和检查学生的学习成绩。太学建立之初，汉武帝规定用“设科射策”的方法每年考试一次，称为“岁试”。所谓“射策”，即抽签口试问答，所谓“设科”是按试题的难易分甲乙两科。学生可抽签应试，签上写有试题。考试后甲乙两科各择优录取数名或十数名，授以不同的官职，如郎中或太子舍人等。经考试，发现有不合格或不能通一经的学生，即令退学。东汉桓帝时改甲乙两科为上、中、下三等，后又改为两年考试一次，不限制录取名额，根据通经的多少，授以不同的官职。已授官的和不合格的两年后还可再试。有的学生竟有屡试不第的，甚至有年过60岁还留居太学的。

汉代太学确也为国家培养了不少人才，并有一些出身卑微的布衣寒士由此而显名。如匡衡“从博士受《诗》。家贫，衡佣作以给食饮”。儿(倪)宽“贫无资用，尝为弟子都养”，以为同学烧饭来换取读书的机会。又如翟方进家境贫寒，其母跟他一同去长安“织履”，以供方进读书。匡衡、儿宽、翟方进均以“射策甲科”而荣擢。匡衡、翟方进为布衣丞相，儿宽官至御史大夫。出身微贱而入太学者不乏其人，太学也确为门第低下、却勤奋好学之士开拓了一条入仕之路。