Нау́ка и образова́ние в Ни́жнем Таги́ле, совокупность научно-исследовательских и образовательных учреждений города.

Нижний Тагил является важным центром научных исследований и опытно-конструкторских работ в машиностроении и металлургии, подготовки квалифицированных кадров для данных отраслей промышленности. Научно-исследовательской и конструкторско-технологической деятельностью в городе занимается ряд учреждений, в том числе Нижнетагильский институт испытания металлов – филиал Национального испытательного объединения «Государственные боеприпасные испытательные полигоны России» (ведёт историю с 1939), Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения (ведёт историю с 1941; оба – разработка продукции общего машиностроения), Уральский научно-технологический комплекс (ведёт историю с 1968; разработка токарных, координатно-расточных, фрезерных, электроэрозионных станков для металлургии, железнодорожного вагонного оборудования и др.).

Нижний Тагил (Свердловская область). Цех Уральского научно-технологического комплекса.Нижний Тагил (Свердловская область). Цех Уральского научно-технологического комплекса.Высшее образование предоставляют: Нижнетагильский технологический институт – филиал Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (основан в 1944 как Нижнетагильский индустриальный институт, с 1947 в структуре Уральского индустриального института, с 2000 современное название, с 2010 современный статус; основные направления обучения – техника и технологии наземного транспорта, информатика и вычислительная техника), Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт – филиал Российского государственного профессионально-педагогического университета (основан в 1939 как Нижнетагильский учительский институт, c 1952 Нижнетагильский государственный педагогический институт, c 2003 Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия, с 2014 современные название и статус), филиал Уральского государственного университета путей сообщения (ведёт историю с 1963, с 1998 современные название и статус; основные направления обучения – технология транспортных процессов, эксплуатация железных дорог).

Старейшее учреждение среднего профессионального образования в городе – Нижнетагильский горно-металлургический колледж имени Е. А. и М. Е. Черепановых (ведёт историю с 1709, неоднократно переименовывался, с 1926 Нижнетагильский горно-металлургический техникум, с 1959 имени Е. А. и М. Е. Черепановых, с 1991 современное название). Другие государственные учреждения среднего профессионального образования: Нижнетагильский педагогический колледж № 1 (ведёт историю с 1926, с 1995 современное название), Нижнетагильский педагогический колледж № 2 (ведёт историю с 1985, с 1995 современное название), Высокогорский многопрофильный техникум (ведёт историю с 1930, с 2008 современное название), Нижнетагильский техникум металлообрабатывающих производств и сервиса (ведёт историю с 1934, с 2008 современное название, с 2010 современный статус), Нижнетагильский строительный колледж (ведёт историю с 1947, с 2015 современные название и статус), Нижнетагильский государственный профессиональный колледж имени Н. А. Демидова (ведёт историю с 1956, с 1997 современное название, с 2000 имени Н. А. Демидова), Нижнетагильский колледж искусств (ведёт историю с 1958, с 2000 современное название), Нижнетагильский торгово-экономический колледж (ведёт историю с 1969, с 2012 современные название и статус), Нижнетагильский филиал Свердловского областного медицинского колледжа (ведёт историю с 1871, с 2012 современные название и статус), Уральский колледж прикладного искусства и дизайна – филиал Российского государственного художественно-промышленного университета имени С. Г. Строганова (ведёт историю с 1945, с 2010 современное название, с 2011 современный статус). Частные организации среднего профессионального образования в городе: Нижнетагильский экономический колледж (1998), Уральский колледж экономики и права (1999), Нижнетагильский филиал Международного юридического института (1999).

В Нижнем Тагиле функционируют 10 объединений дошкольных образовательных учреждений (2024; 143 структурных подразделения; свыше 21 тыс. воспитанников, 2024), 64 общеобразовательных учреждения (свыше 37 тыс. учащихся, 2024). Учреждения дополнительного образования (2024): Городская станция юных техников (ведёт историю с 1930), Городской дворец детского и юношеского творчества (ведёт историю с 1936), Дом детского творчества Тагилстроевского района (ведёт историю с 1953), Дзержинский дворец детского и юношеского творчества (ведёт историю с 1956), Дом детского творчества Ленинского района (ведёт историю с 1959), Городская станция юных туристов «Полюс» (ведёт историю с 1967), Городская станция юных натуралистов (ведёт историю с 1976), Детско-юношеский центр «Мир» (1993), Центр детского творчества «Выйский» (1994), Художественно-эстетическая школа (1995), 2 детские школы искусств, 2 детские художественные школы, 4 детские музыкальные школы, 17 спортивных школ.