汉代出现的设在京师的全国最高教育机构。西汉早期，黄老之学盛行，只有私家教学，没有出现传授学术的学校。汉武帝罢黜百家定儒一尊之后，采纳董仲舒的建议，始在长安建立太学。最初太学中只设五经博士，置博士弟子五十名
东汉建武五年(公元29)，汉光武帝刘秀在洛阳城东南的开阳门外兴建太学。后来汉明帝刘庄还到太学行礼讲经。汉顺帝永建元年(126)，对太学进行了重修和扩建，费一年时间，用工徒十一万二千人，建成两百四十房，一千八百五十室。所招学生称之为太学生。其后，太学生人数多至三万人。汉灵帝熹平四年(175)，为了刊正经书文字，刻成有名的熹平石经，树立于太学门外，全国各地来观看和抄录经文者，络绎于途。两汉时太学在培养人才和促进文化发展等方面都起到一定的作用。但随着政治的腐败，太学生开始参与政治。西汉哀帝时，博士弟子王咸曾聚集太学生千余，以图解救执法不阿的司隶校尉鲍宣。东汉晚期陈蕃、李膺等人反对宦官的黑暗统治，得到太学生的支持和响应，于是太学生也成为宦官打击的对象(见党锢)，不少与党人有牵连的人遭到禁锢。熹平元年，太学生被宦官逮捕和囚禁的达一千余人。
魏文帝曹丕黄初中恢复了洛阳的太学，有博士十九人。太学生在魏明帝时增至千余。时依汉制设五经策试之法，通过考试的可补掌故、太子舍人、郎中等。西晋武帝时太学生三千人(一说七千余人)，依《晋令》规定，试经及格者可拜郎中。西晋时教育体制的重大变化，是为五品以上官僚子弟专设了国子学，形成了贵族与下层士人分途教育，国子学、太学并立的双轨制。东晋学校教育相当衰微，南朝则有所复兴，国子生多为士族高官子弟，称之“国胄”或“世胄”，可以经明经策试入仕，而太学则往往仅存博士而无生员
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