哈爾濱是高等院校和科研院所較為集中的城市之壹，截至2015年，哈爾濱有普通高校50所，成人高校12所，具有研究生培養資質的科研機構8所，中等職業教育學校93所，普通高中104所，普通初中379所，普通小學（含農村小學網點）1009所，特殊教育學校18所，工讀學校1所，幼兒園1332所。
其中哈爾濱工業大學是985工程院校；哈爾濱工程大學、東北林業大學、黑龍江大學是211工程院校。
哈爾濱工業大學，簡稱哈工大，是，工業和信息化部直屬、中央直管副部級建制的全國重點大學，位列雙壹流、211工程、985工程，入選“2011計劃”、“珠峰計劃”、“111計劃”、“卓越工程師教育培養計劃”，為“九校聯盟”、中國大學校長聯誼會、“卓越大學聯盟”、“中俄工科大學聯盟”、“中國-西班牙大學聯盟”主要成員，設有研究生院，擁有研究生自主劃線資格，享有“工程師的搖籃”之美譽。
哈爾濱工程大學，是國家“壹五計劃”唯壹重點建設大學，國家首批20所全國重點大學，首批211工程、985平臺院校，56所研究生院之壹，國家首批“雙壹流”世界壹流學科建設高校，入選國家卓越工程師教育培養計劃、21世紀人才強軍計劃、國家建設高水平大學公派研究生項目。學校原隸屬於國防科工委，現隸屬於工信部（由原國防科工委、信息產業部等合並而成），是國防七校、東北五校之壹，是中國三海壹核領域最大的高層次人才培養基地和重要的科學研究基地，是被國家授予“航母建設突出貢獻獎”唯壹獲獎院校。
哈爾濱科技綜合實力較強，居全國大中城市前列，已經形成了以大學、研究所、大工廠科技力量為主，地方科技力量為輔的研究與開發體系。
截至2015年，哈爾濱有科研機構470個，擁有9個國家級企業技術中心和93個省級企業技術中心，R&D（研究與試驗發展）人員4.5萬人，其中研究人員2.9萬人。R&D經費支出98.7億元，比上年增長1.4%，R&D支出占地區生產總值的比重為1.84%。受理專利申請24787件，增長10.1%；授予專利權12466件，增長34.3%。全年***簽訂技術合同1725項，成交額82.4億元，增長5.3%。80項科技成果被授予哈爾濱市科學技術獎。