從19世紀70年代起，因辦“洋務”的需要，清政府開始成批派遣學生出國留學；到20世紀初，因推行“新政”而派遣得更多；同時，廣大知識分子為了尋求救國救民的真理，紛紛爭取到國外學習，從而形成留學熱潮。1870年（同治九年），根據容閎的建議，兩江總督曾國藩﹑直隸總督李鴻章聯名上奏，請求選派學童去美國留學。經過短期籌備，從1872年到1875年（光緒元年），每年派遣三十名學童（年齡規定為十二歲至十六歲，個別年僅十歲），四年共派出一百二十名。計畫學習十五年，由小學﹑中學到大學，“學習軍政﹑船政﹑步算﹑制造諸學”。

　　到1881年，在守舊派官僚“適異忘本”﹑“治其惡習”的攻擊下，清政府決定裁撤留美，下令留美學生全部撤回。

　　除病故和“告長假不歸”者外，歸國留美學生九十四人，只有詹天佑等二人完成學業，獲得學士學位。

　　派遣學生留美后不久，洋務派又向歐洲派遣留學生。1873年，福建船政大臣沉葆楨奏準選派船政學堂學生分赴英法學習造船﹑駕駛。在1877年﹑1881年﹑1886年，1897年，先后四次派出留英學生三十四名﹑留法學生四十九名（其中九名藝徒）﹑留德學生兩名，共八十五名。這些留學生回國后，成為中國造船工業﹑海軍建設等方面的重要骨干，著名人物有嚴復﹑劉步蟾﹑林泰曾﹑葉祖珪﹑薩鎮冰﹑魏瀚﹑劉冠雄等。

　　此外，19世紀末年，清政府還派遣了少量的“使館學生”。1890年，總理各國事務衙門奏準駐英法俄德美五國公使每屆任期內可常留學生兩名，共十名。1895年，又奏準派赴英法俄德留學生各四名，共十六名，留學費用也由使館撥給。

　　甲午戰敗，舉國震驚，人們開始矚目日本。維新運動皆以日本為楷模。日本政府為緩和對立情緒邀請中國派遣學生留日。張之洞﹑楊深秀等都以路近﹑費省﹑傳習易為由主張派遣留日學生。1896年，駐日公使裕庚因使館工作需要，招募戢冀翚﹑唐寶鍔等十三人到日本留學，開留日之先聲。到1900年，留日學生總數已達一百四十三人。

　　經過義和團運動和八國聯軍入侵等事變，清朝統治幾乎傾覆。為維護垂危的統治，清政府開始推行以練新軍﹑改官制﹑興學堂為中心的“新政”。向日本廣派留學生被視為培養“新政”人材的快捷方式。從1901年起，清政府大力提倡青年學生出國留學，并許諾留學歸來分別賞予功名﹑授以官職。1905年清廷又宣布廢除科舉制度，出國留學遂成為知識分子的一條出路。而日本政府亦企圖通過留生來培植它在中國的勢力，并為其帶來若干外匯，日本中下層人士希望和中國友好，加強文化交流，也主張吸引中國留學生赴日。在兩國朝野的鼓動下，一時留日學生勢如潮涌。據統計，1901年留日學生人數為兩百七十四人，1902年夏為六百一十四人，1904年為一千四百五十四人，1905年冬為兩千五百六十人，1906年夏為一萬二千九百零九人，年底達一萬七千八百六十余人，為留日學生人數的

　　最高峰。

　　留日學生既有官費生，又有自費生，自費生占很大的比例，1903年即占半數，后來比例更大。由于流品龐雜，程度參差，到日本后有的上小學，有的直接上大學，絕大多數就讀于中等專業學校及大學速成科，學習期限從三個月﹑六個月﹑一年﹑幾年到七八年不等。在日本教育界特為中國留學生開辦的文學院各分校﹑法政大學速成科﹑振武學校﹑成城學校﹑同文書院﹑經緯學堂﹑清華學校及預備學校等學校中，留日學生最為集中；據《清國留學生會館第五次報告》，留日學生兩千四百零六人中，上述八校即占一千八百八十五人。和過去留學歐美專重理工相反，學文科的占絕大多數。1903年駐日公使楊樞奏稱：“現查各學校共有中國學生一千三百余人，其中學文科者一千一百余人。”法政﹑軍事尤為留日學習的熱門。1904年僅法政大學速成科就有中國留學生二百九十五人。

　　熱情探求西方社會政治學說的留日學生，因個人身世﹑社會關系﹑思想認識等方面的差異，或贊成君主立憲，或服膺民主共和，形成形形色色的思想流派。他們組織了名目繁多的學術團體（如勵志會﹑編譯社）﹑地方團體（如各省同鄉會）﹑愛國團體（如廣東獨立協會﹑拒俄義勇隊）﹑政治團體（如青年會﹑軍國民教育會），出版了介紹西方學術文化﹑宣傳君主立憲或反清革命的幾十種不同宗旨的雜志，發起過拒法﹑拒俄﹑反對日本取締中國留學生規則等多次愛國運動。使大批愛祖國﹑求進步的留日學生走上了反清革命的道路。1905年孫中山領導的中國同盟會在東京成立，參加者百分之九十以上是留日學生。他們的革命號召獲得國內的熱烈響應，他們歸國后極大地推動了民主革命運動的發展，在辛亥革命的整個歷史過程中起了十分重要的作用，涌現出黃興﹑宋教仁﹑鄒容﹑陳天華﹑秋瑾﹑陶成章﹑林覺民﹑方聲洞﹑胡漢民﹑居正﹑焦達峰﹑陳其美﹑朱執信﹑廖仲愷﹑魯迅﹑陳獨秀等一大批著名的革命家和政治家。

　　廣大留日學生的革命化使清政府驚懼萬分，又鑒于留日學生數量多而學業程度低的情況，從1906年起，對赴日留學采取了許多限制辦法，如停派速成班﹑官費生派遣權收歸中央﹑申請留學必須具有中學畢業程度并通曉外文，還須由地方官“出具印結”并報中央備案﹑保證不參加革命黨﹑服從學部指定所學科目和公使指定所入學校等等。

　　同時，因反對日本取締中國留學生規則和參加革命，留日學生紛紛回國，日本政府對接受中國留學生又漸冷淡，致使1907年以后，留日學生人數逐年下降，該年約為一萬人，三年后竟降為二千余人。

　　赴日留學轉入低潮后留學歐美再度興起。一方面清政府對留學日本多方限制而對留學歐美則給予種種方便，另一方面歐美各國﹑特別是美國多方招引。特別是美國國會于1908年通過退還中國部分庚子賠款決議案，將該款用于向美國派遣留學生，使留美熱日熾。1905年，留美學生僅二三十名，到1910年增至六百余人。同一時期，留歐學生也有所增加。歐美留學生以學習理工為主，對庚款留美學生具體規定“以十分之八習農工商礦等科，以十分之二習法政﹑理財﹑師范諸學”。另外，新疆因與俄國接壤，除派遣滿蒙學生留俄外，還派遣了少量學童，專學俄羅斯語言文字。