清光緒二十一年(1895)津海關道盛宣懷呈請北洋大臣王文韶轉奏開辦大學堂。分頭等、二等兩級，修業各4年。為中國學校分級之始。頭等學堂為大學本科，二等學堂為大學預科。頭等學堂第二年以前課程不分科，科目有英文、製圖、物理、化學、天文、地理、萬國公法、理財學等。第二年後，各就性質所近，可習專門學一種。專門學分工程學、電學、礦務學、機器學及律例學五科。畢業後，“或派赴外洋分途歷練，或酌量委派洋務職事。”二等學堂招收年齡為13～15歲，錄取讀過“四書”，並通一、二經經，文理稍順者為學生。課程設英文、數學、各國史鑒、輿地、格物等課程。卒業後，升入頭等學堂。頭等、二等學堂學生定額各120名。各分4班，每班30名。頭等學堂請二品銜候選道伍廷芳任總理，二等學堂由蔡紹基任總理。聘美國傳教士丁傢立為總教習。1898年受京奉路局之請，特設鐵路專修科。1900年學堂為八國聯軍所毀，學務中止。1903年重建，改名北洋大學。