Szeroka oferta edukacyjna Tarnowa, stale dostosowywana do potrzeb rynku pracy, oraz wysoki poziom nauczania czynią go regionalnym centrum edukacji. Miasto kształci około 5 tys. studentów na czterech uczelniach wyższych, z których największą jest Akademia Tarnowska. Obecnie kształci ona około 4200 młodych ludzi na 33 kierunkach studiów na sześciu wydziałach: administracji i prawa, nauk humanistycznych, nauk chemicznych i przyrodniczych, lekarskim, technicznym, oraz wydziale sztuki. W ostatnich latach uczelnia rozszerzyła swoją ofertę o kierunek medyczny i psychologię.
Akademia Tarnowska współpracuje również ze szkołami ponadpodstawowymi z Tarnowa i regionu. Kilka z nich objętych zostało patronatem naukowym, dzięki któremu uczniowie już na etapie szkoły średnią biorą udział w zajęciach prowadzonych przez dydaktyków akademickich. Mają oni również dostęp do bazy naukowej z laboratoriami i salami ćwiczeń.
Tarnowska Szkoła Wyższa – Akademia Nauk Stosowanych to druga największa z tarnowskich uczelni, kształcąca studentów na 8 kierunkach i posiadająca zarazem bogatą ofertę studiów podyplomowych. Placówka ta powstała w 2004 r. jako Tarnowska Szkoła Wyższa i cały czas dynamicznie się rozwija.
Małopolska Wyższa Szkoła Ekonomiczna w Tarnowie jest uczelnią niepubliczną założoną przez Małopolskie Centrum Edukacji Ekonomicznej w 1995 r. Studia I i II stopnia uzupełniane są doświadczeniem praktycznym zdobywanym w trakcie krajowych i zagranicznych praktyk zawodowych. W 2000 r., jako pierwsza w Tarnowie została zarejestrowana w Agencji Narodowej Programu LLP – Erasmus.
Oprócz uczelni w mieście funkcjonuje wiele profilowanych liceów i szkół technicznych o potwierdzonych efektach kształcenia. Prestiżowe Liceum Ogólnokształcące nr 2 im. Hetmana Jana Tarnowskiego jest jedyną publiczną szkołą w Województwie Małopolskim oferującą możliwość zdawania matury międzynarodowej.
Dużym zainteresowaniem cieszą się również szkoły techniczne i branżowe oferujące wiele profili kształcenia oraz praktyki zawodowe w lokalnych przedsiębiorstwach. W odpowiedzi na potrzeby rynku pracy, utworzone zostały specjalizacje takie, jak: technik technologii chemicznej, operator maszyn przemysłowych, elektromechanik lub fototechnik z elementami wzornictwa.
Współpraca pomiędzy przedsiębiorcami i uczelniami oraz szkołami ponadgimnazjalnymi to jeden z kluczowych czynników wpływających na powstawanie nowych kierunków studiów. Badania przeprowadzone przez Instytut Badawczy IPC potwierdziły, że ponad tysiąc podmiotów gospodarczych prowadzi działalność na rynkach zagranicznych. Kilkanaście szkół językowych działających na terenie miasta, jak również trzy kierunki filologiczne zapewniają możliwość zdobycia umiejętności językowych na wysokim poziomie. Rocznie ponad stu absolwentów filologii angielskiej, niemieckiej i romańskiej opuszcza mury tarnowskich uczelni.