蔡元培发表了不少有关高等教育的演说和论文，在担任北京大学校长期间，采取许多措施进行整顿和改革，在发展我国高等教育事业方面成绩卓着。他自己也说：“我的兴趣，偏于高等教育。”(一)改革的具体措施
北京大学的前身，是戊戌变法时期开始筹建的京师大学堂。这是一所官僚习气十分浓厚的封建学府。
学生多是官僚和大地主阶级的子弟，一些学生根本无心读书，把入学当作混得功名利禄的阶梯。教员中也有一些不学无术之辈，课程陈旧肤浅，学堂充满封建思想。
1917年初，蔡元培到北京大学就职。当时，北京大学的风气并无根本改变，他谈到就职北大的情形时说：“到上海后，多数友人均劝不可就职，说北大腐败，恐整顿不了。也有少数劝驾的，说：腐败的总要有人去整顿，不妨试一试。”他抱着整顿北大的决心到校视事。
经过几年的艰辛工作，北京大学面貌焕然一新。
1.改变旧高等学校的性质
蔡元培在《就任北京大学校长之演说》里，提出办好学校的三件事。第一件就是明定大学的性质。他说：“大学者，研究高深学问者也。”以后曾多次阐明：大学为纯粹研究学问之机关，不可视为养成资格之所，亦不可视为贩卖知识之所。”蔡元培清醒地观察到，当时我国高等教育因袭了“举子文人之旧习”，大多数在“或以学校为科举，但能教堂听讲，岁考及格，有取得毕业证书之资格，则他无所求；或以学校为书院，嫒媛姝姝，守一先生之言，而排斥其他。”社会舆论指摘北大腐败，即在于“以求于此者，皆有做官发财思想。”他认为，要办好大学，必须改变这种不良风气，订正大学性质，端正学习目的。他要求学生抱定为求学而来的宗旨，“入法科者，非为做官；入商科者，非为致富。”他号召北京大学教师，“学者当有研究学问之兴趣，尤当养成学问家之人格。”应该肯定，改变旧大学的性质，变官僚养成所为研究高深学问的机关，冲破两千多年封建教育读书做官的积习，是一件大胆的革新。
蔡元培把中国高等教育推向一个新的发展阶段，对以后高等教育的建设有重大影响。
为了改革旧大学的性质，拟定新的教育宗旨，蔡元培采取一系列的改革措施。
首先，改革学校的组织机构和领导体制。从前，北京大学一切校务都由校长等少数几个人决定，缺乏民主管理。他参照德国大学的办法，改革大学的领导体制。根据他的设想：第一步：“组织评议会，给多数教授的代表，议决立法方面的事，恢复学长(学院之长)权限，给他们分任行政方面的事”；第二步：“组织各门(相当于系)教授会，由各教授与所公举的教授会主任，分任教务”，“将来更组织行政会议，把教务以外的事务，均取合议制，并按事物性质，组织各种委员会，来研究各种事务”，他认为，学校的组织机构完备了，就能够保证实行民主管理。
关于大学体制的改革，在蔡元培的影响下，早在1912年教育部公布的《大学令》中已明确提出来了。其中规定建立大学评议会和教授会的条款及职权范围。他主持北京大学工作后，便付诸实施。
设立评议会为全校的最高立法机构。各系成立教授会，规划本系的教学工作，系主任由教授互选。
并规定，每次会前，在北大日刊上公布开会日期、讨论的内容，会后公布会议记录，以期使全校的教职员都了解学校的工作，参与学校的管理。对群众意见，学校也要认真解决，并在日刊上公布答复处理的结果。
应该指出，蔡元培的这些主张，其根本目的是使懂得业务的人参加学校的管理，至于采取什么形式，成立哪些机构，可根据不同情况，因时因地而异，尽可不必雷同。
其次，成立学生自治会，由学生自己管理自己。他强调学生要有“自治的能力”，“自动的精神”。他认为，若“能在校中保持这种自治的能力，管理上就不成问题。”他说：“学校事情本很简单，学生都可以管。”在他看来，学生自治不仅可以管好学校，而且“可以提起国民自治的精神”。所以，学生自治精神的养成还有重大社会意义。
应该承认，领导体制的改革，为北京大学由一座传经授道的封建学府向资产阶级大学转变奠定了基础和组织保证。
2.将大学办成名副其实的“研究学术之机关”
蔡元培认为，“一个民族或国家要在世界上立住脚--而且要光荣的立住--是要以学术为基础的。”依此，他强调大学应该成为名副其实的“研究学术之机关。”他将高等学校分为两种不同的类型：“治学者可谓之‘大学’，治术者可谓之‘高等专门学校’”。他进一步解释说：“学为学理，术为应用。”按大学分科来看，工商、法律、医学等“非但研求学理，并且讲求适用，都是术。而象哲学一类的纯粹科学‘就是学’”。在学与术的关系上，“学必借术以应用，术必以学为基本，两者并进始可。”所以，“要是但只练习技术，不去研究学理”，或者“练习技术的人虽多，研究科学的人很少，那技术也是无源之水，不能会通改进，发展终属有限。”归根结底，“学为基本，术为支干。”根据上述解释，他改革北京大学的系科和专业。从1917年暑假后，文科增设史学门(系)，理科增设地质学门，法科准备独立成法科大学，商科改为商业门，隶属于法科，工科停办，并入北洋大学，等等。他致力将北京大学办成文理科综合性的大学，成为学术中心。
相应地，他要求学生改变“守一先生之言，而排斥其他”，“专己守残之陋。见”主张“习文科者不可不兼习理科，习理科者不可不兼习文科。”以扩大知识领域，具备深厚基础。所以，他在北京大学废止文理法诸科的界限，并立设置十四个系，加强社会科学和自然科学之间的联系。
事实证明，宏观世界和微观世界的深入研究，必须具备广博的自然科学知识和社会科学知识。现代科学技术发展情况也证明，自然科学与社会科学的广泛结合与协作，理论科学与应用科学互为促进，有利于科学事业的发展。蔡元培的思想是有远见的，符合科学发展趋势。
为推动大学的学术活动，他主张学术自由讨论。当时北大的文理法各科经常举办学术讲座，各种学术研究社团也纷纷成立，一时学术活动十分活跃。为了推动科学研究，他主张，大学应设各种研究所，为教员进行科学研究创造条件，使学生也有研究的可能和受到一定的科研训练。蔡元培的这些主张，开创了中国近代科学研究的新风，对我国科学研究事业有一定影响。
3.整顿教师队伍，聘请有真才实学的教员
“广延积学与热心的教员，认真教授，以提起学生研究学问的兴会”，是蔡元培改革高等教育又一重要措施。他公开宣称：“对于教员，以学诣为主。”在这种思想指导下，着手整顿北京大学的教师队伍。采取的办法是：聘请名流学者，裁减不称职的教员。方针是：
“网罗众家”，“循思想自由原则，取兼容并包主义。”在文科，他聘请了当时颇有名声的陈独秀为文科学长(文科院院长)，聘请马克思主义最早传播者李大钊，文化革命主将鲁迅，以及提倡新文学的胡适、钱玄同、刘半农、沈尹默诸人任教授，形成了革新阵容，因而“文学革命，思想自由的风气，遂大流行。”同时，也聘旧学深沉的黄侃、刘师培、黄节、陈介石、陈汉章等人任教。
此外，文科的马叙伦、陈垣、马裕藻、朱希祖，法科的马寅初、陶孟和、周览、陈启修等人也都是国内闻名的专家学者。在理科，他聘物理学家夏元任学长，其他学者有李仲揆(四光)、丁巽甫、王抚五、颜任光、翁文灏、李书华诸人，还有美国地质学家、古生物学家葛利普，自此理科“内容始以渐充实”。这一时期的北京大学，实可谓人才荟萃，极盛一时。
对于那些学术水平低，不适合大学任教的人，不论中外教员，一律裁减，据他的回忆，这一工作遇到极大困难。因为那些外籍教员“都是托中国驻外使馆或外国驻华使馆介绍的”。他说：“有一法国教员要控告我；有一英国教习竟要求美国驻华公使朱尔典来同我谈判”，甚至威胁说：“蔡元培是不要再做校长了”。蔡元培顶着帝国主义分子的压力，显示了中国人民的气概。
经过整顿后的教师队伍面貌一新，根据1918年初的统计，全校共有教员二百一十七人，其中教授九十人，三十五岁以下者共四十三人，五十岁以上仅六人。最年轻教授徐宝璜仅二十三岁，胡适、刘半农也都是二十七、八岁的青年教授。蔡元培选拔教授，注意学力，不重资历，不拘一格选拔的做法是值得效法的。
教员成分的改变，极大地提高了北京大学的学术水平，为彻底改造北京大学创造了决定性的条件，给北京大学带来朝气。
(二)改革的主要成就
1.促进了新文化运动的发展
毛泽东指出：“五四运动所进行的文化革命则是彻底地反对封建文化的运动，自有中国历史以来，还没有过这样伟大而彻底的文化革命。”“五四”前后，新道德与旧道德、新文学与旧文学的斗争十分激烈。斗争的实质，是提倡民主主义新文化，还是维护封建主义的旧文化。两军对垒，旗帜鲜明，蔡元培坚定的站在民主进步的一方面，支持新文化运动。他公开宣称：“我敢断言，白话派一定占优胜。”以他当时的社会地位和声望维护新派，对新文化运动无疑是起了保护、支持和推动的作用。
在新文化运动影响下，教育战线也发生了深刻变化，逐步建立起新的学科体系，资本主义国家的教育制度、教学方法相继介绍到中国，教学的内容进一步更新，重视了人生问题和社会问题的研究，加强了自然科学的教学。值得一提的是，白话文的广泛应用，特别是学生读物和教学内容的白话化，使教学工作起了一个质的飞跃，降低了语文教学的难度，提高了教学效率，减轻了学生负担。继白话文之后，便是统一国语和汉语拼音的运用，更进一步提高了识字效果和速度，对普及教育，提高中小学教学质量，提高民族文化水平均起着重要作用。
在大学，废除经科，将有关内容并入哲学、史学、文学各系，增添了新课程，专业设置也进行了尝试性调整，废“门”改“系”，变学年制为学分制，实行选修制度。北京大学初步进行了系科、专业的改造，为中国新的高等学校改革树立了榜样。
2.为马克思主义在中国传播开辟了阵地
由于蔡元培的民主作风和“思想自由”、“兼容并包”的指导思想，北京大学成为各种思想传播的中心。他说：“无论何种学派，苟其言之成理，持之有故，尚不达自然淘汰之命运者，虽彼此相反，而悉听其自由发展。”所以，马克思主义从此在北京大学开始传播开来。
李大钊发表介绍马克思主义的着作，颂扬俄国十月社会主义革命，高呼当今社会“是民主主义的胜利，是社会主义的胜利，是的胜利，是赤旗的胜利，是世界劳工阶级的胜利，是二十世纪新潮流的胜利。”在李大钊的带动下，学习和研究马克思主义的活动迅速在北京大学开展起来，我国最早一批共产主义知识分子开始出现。
毛泽东回忆说，“当我在北大任图书馆助理员的时候，在李大钊领导之下，就很快地发展，走上马克思主义道路。”1920年，北京大学先后成立了“北京大学马克思学说研究会”，“北京大学社会主义研究会”，在传播、研究马克思主义方而做了不少工作。蔡元培不怕军阀政权的威胁，积极支持进步活动，是很不容易的。
更为可贵的是，李大钊在北大史学系、经济系、法律系和政治系，先后开出“唯物史观”、“工人运动与社会主义将来”、“社会主义与社会运动”等课程讲座，第一次公开宣讲马克思主义理论，是中国教育史上的伟大创举。蔡元培不怕保守势力的攻击，坚定地站在民主、进步方面。他反驳保守派的攻击，公开申明，教员讲课，只要“言之有理，持之有故”，就听其自由发展，并说：“革新一派，即偶有过激之论，苟于学课无涉”，亦不“强以其责任归之于学校。”积极保护进步思想。
3.完善了资产阶级高等教育制度
自民初蔡元培任教育总长时起，就着手改革高等教育。在学校体系方面，改通儒院为大学院，废止高等学堂，增设大学预科；学科方面，取消大学经科，增设新专业、新科系。在他的影响下，教育部制定一系列高等教育法规，于1912年至1913年相继公布。其中有《大学令》、《专门学校令》、《公立私立专门学校规程》、《大学规程》、《私立大学规程》等。对高等教育的办学宗旨、系科设置、入学资格、修业年限、管理体制等都有详细地规定，资产阶级的教育立法初具规模，完善了我国高等教育制度，形成了由制度到立法一套资产阶级教育体制和法规，对我国高等教育的发展有积极意义。
蔡元培改革高等教育的实践虽然只在北大进行，但影响所及远远超出一个学校的范围。当时的《每周评论》曾这样描述：“自蔡孑民君长北京大学之后，残清腐败始扫地以尽，其所罗致延引者，皆新世界有学之士。故数年以来，成绩粲然，海内略有知识者，翕然向往之。而其出版品，为新青年、新潮等，尤于举进简陋自封之中，独开中国学术思想之新纪元。举国学者方奔赴弗遑，作同声之应，”蔡元培是我国近代教育史上着名教育家，在他的教育理论和教育实践中，进行了一系列反对封建教育，反映民族资产阶级利益的教育改革。由于他的努力，形成中国近代较完整的资产阶级教育思想体系和资产阶级教育制度，促进了新思想的发展。他的关于全面和谐发展的教育方针，在中国近代教育史上有划时代的意义。他的关于自由主义的教育理论，虽然存在不少缺点，但在中国近代反封建反帝国主义的斗争中起过积极作用。他在中国教育发展史上有重要贡献。蔡元培教育思想形成和发展时，正值外国帝国主义列强侵略，民族资产阶级极较为软弱的国内外条件下，因此，不可避免地带上半殖民地半封建社会的烙印。蔡元培的思想发展经过了曲折的过程，是中国旧知识分子的典型。正确地、历史地评价他的教育理论与实践是有重要意义的。