系統工程應用於教育系統的組織管理和運行。教育系統可分成宏觀和微觀兩個範疇。微觀是指一個教育單位，如一所學校。宏觀是指國傢、地區內的教育單位所組成的系統。教育系統工程運用數學模型的方法，進行定量分析，提出總體優化的方案和建議。一般說來，定量分析總是和定性分析、政策分析緊密結合進行的。教育系統工程的內容，就宏觀來說，主要是人才的預測和規劃；就微觀來說，主要是指一個教育單位以電腦為基礎建立管理資訊系統，對各組成部分和工作過程實行優化控制,以及電腦輔助教學(CCAI)和計算機管理教學(CMI)等方面。至於社會范圍內人才的培養、選拔和使用則屬於人才系統工程。
教育系統工程已在許多國傢推廣應用。根據聯合國經濟合作與發展組織(OECD)統計，早在1969年各國建立的教育規劃模型已有 122個。聯合國教科文組織建立的模型，已先後在西班牙等國使用。蘇聯早在30年代就開展人才預測和規劃工作。到瞭60年代就利用計算機建立教育規劃模型，並用來編制平衡表。有效地解決瞭高等學校畢業生規劃、招生計劃、發展規劃、基建投資和經費規劃、以及教學計劃的規劃，使高等教育能跟上科學技術進步的步伐。聯邦德國深入研究瞭教育規劃的理論和方法，提出瞭社會需求法、人力預測法和供求分配法等，設計瞭各種預測和計算的數學模型，如學生數計算模型，求業人數計算模型，教育投資的數學模型等。在發達國傢，國傢和地區的教育行政系統、各高等學校都普遍地建立瞭計算機輔助管理系統。計算機輔助教學軟件包已作為商品出售。
中國於1980年開始應用教育系統工程來建立教育規劃的數學模型。1982年12月國務院提出制定專門人才規劃的任務，1983年 7月召開瞭全國專門人才規劃會議，1985年成立教育系統工程專業委員會。為瞭建立人才規劃的數學模型，全國有近百萬人直接參加瞭人才普查和預測工作。中國人才規劃的數學模型包括四個子模型：人才需求量預測子模型、人才擁有量預測子模型、教育規劃子模型、教育經費預測子模型。應用教育規劃子模型可描述各層次專門人才的培養量（包括畢業生數、在校生數和招生數）的變動情況。應用教育經費預測子模型，可描述各類學校培養量和投資、經費的關系，預測出逐年的教育事業費、基建投資和總教育經費。將教育經費預測子模型與教育規劃子模型配合，可分析教育投資和教育發展速度的定量關系。與此同時，各高等學校開始建立計算機輔助管理系統，少數學校還開展瞭計算機輔助教學的應用研究。