Тарту стал заметен на ниве образования уже с 1630 года, когда в городе открылась первая академическая гимназия, а спустя два года – Тартуский университет, из которого выросла и большая часть тартуских научных учреждений. Многовековая высококлассная работа ученых и успехи многочисленных международных проектов превратили Тарту в научный город мирового значения. С 2015 г. Тарту входит в международную сеть городов культуры и науки и литературных городов ЮНЕСКО.
Большинство тартуских научных учреждений тесно связаны с Тартуским университетом – либо выросли из него, либо были присоединены к нему. Тартуский университет – единственный в Эстонии, где ведется научная работа в области медицины, социальных наук, гуманитарных наук и искусства, а также естественных и точных наук – или, другими словами, единственный классический университет, universitas. Международная база данных научного цитирования Web of Science свидетельствует, что Тартуский университет относится к 1% наиболее цитируемых университетов и научных учреждений по десяти отраслям знаний. При Тартуском университете созданы многие инновационные и представляющие интерес в мировом масштабе научные учреждения – Биоцентр Эстонии, Генный центр и Генный банк Эстонии и др. Для интеграции научных достижений в практику Тартуский университет создал Технологический институт, являющийся партнером для предприятий, которые хотят внедрять научные открытия в производство. Кроме непосредственно связанных с университетом научных учреждений в Тарту найдется и немало других – Литературный музей Эстонии, Тартуский Научный парк, Научная агентура Эстонии, Целевое учреждение Archimedes и пр. Министерство образования и науки также находится в Тарту.
Тарту знаменит как студенческий город – здешние высшие учебные заведения каждый год принимают пятизначное число новых студентов. Кроме самой старой и почтенной alma mater в Тарту работают еще десять вузов, дающих учебные и научные степени и ведущие активную научную работу. Отделившийся от Тартуского университета в 1951 году в самостоятельный вуз Университет естественных наук ведет учебную и научную работу в направлениях, связанных с науками о природе, сельском хозяйстве, экономике, экологии, а также в соответствующих интердисциплинарных областях на международном уровне. Профессионалов своего дела выпускают Лётная академия Эстонии, Тартуское высшее художественное училище, Высшая духовная семинария, Тартуская Академия теологии, Тартуская Высшая школа здравоохранения, Объединенные училища сил обороны, Балтийский оборонный колледж, Тартуский учебный центр Высшей школы экономики Эстонии «Майнор», Тартуский филиал Академии музыки и театра Эстонии. Информация о правилах поступления, специальностях и порядке обучения доступна на сайтах соответствующих высших учебных заведений и различных студенческих организаций, а также в базе данных OLE ROHKEM. Дополнительную информацию о научных учреждениях можно получить на сайте города Тарту.
В Тарту можно получить не только высшее образование, в городе много средних профессиональных учебных заведений высокого класса, от муниципального Тартуского центра профобразования до государственных Тартуского художественного училища, музыкального училища им. Хейно Эллера и мореходки – тартуского отделения Эстонской морской академии. Повысить свое образование или получить новое помогают многочисленные курсы повышения квалификации, тренинги, образовательные учреждения. Уровневое обучение предлагают Тартуская гимназия для взрослых, открытые университеты ТУ и Университета есественных наук, Тартуское высшее художественное училище и Тартуский центр профобразования. В гимназии для взрослых можно продолжить и завершить незаконченное школьное образование.
Начальному, основному и среднему образованию в Тарту также уделяется немало внимания. Родители-тартусцы могут выбирать для своих детей место в 50 детских садах города. Еще столько же имеется в Тарту муниципальных и частных заведений по присмотру за детьми и предлагающих услуги няни. Детям 7–17 лет гарантировано место в ближайшей к их дому школе. Все основные школы Тарту, а их в городе 21, подписали с городом договор о качестве, согласно которому каждому ученику обеспечено в школе здоровое и разносторонее развитие. Кроме основных школ в Тарту имеется шесть школ, дающих основное и общее среднее образование, и четыре – общее среднее образование. Точная информация о школах и учебных местах в них доступна через электронную систему ARNO.
Свое место в сети образовательных учреждений Тарту и у различных кружков и школ по интересам, где можно учиться различным танцевальным стилям, фотоискусству, строительству роботов и многому другому – каждый может выбрать себе занятие по душе. Полную информацию можно найти в тартуском Окне культуры, на сайте города и в отделе культуры тартуской Горуправы.
