Педагогические функции Академии наук и художеств реализовывались в гимназии и университете, открытых в 1726 г. Главной задачей гимназии была подготовка молодых людей к поступлению в академический университет. В соответствии с установленным с основания гимназии демократическим статусом набора на учебу принимались дети всех сословий, обладавшие незаурядными способностями. Исключение составляли дети крепостных. Помимо латинского и греческого языков в гимназии преподавались элементы математики, история, география, логика и риторика. Несмотря на такие материальные трудности, как недостаточное финансирование и незначительные стипендии, большинство учащихся усердно овладевало знаниями. Наиболее способные принимались в академический университет либо получали работу в различных учреждениях Академии наук и художеств.

Существенное улучшение материального положения гимназии пришлось на вторую половину 50-х - первую половину 60-х гг. XVIII в., когда М. Ломоносов, став членом академической канцелярии, убедил власти ассигновать дополнительные средства на содержание неимущих слушателей, а также реально увеличил ежегодные прием в университет из числа гимназистов. К концу XVIII в. гимназия пришла в упадок: учащихся становилось все меньше, и те из них, кто жили на средства Академии наук и художеств, постоянно терпели крайнюю нужду. В 1805 г. академическая гимназия прекратила свое существование, передав свои функции двадцати пяти губернским гимназиям, созданным в последней четверти XVIII в.

Академический университет не стал таким высшим учебным заведением, каким его задумал Петр I, - с юридическим, философским и медицинским факультетами. В 20-30-е гг. XVIII в. преподавание велось в математическом, физическом и гуманитарном классе в форме публичных лекций, а также индивидуальных занятий с отдельными студентами. Первоначально среди слушателей преобладали дети иностранцев на русской службе. Позже университет стали переводить лучших учеников из Славяно-греко-латинской академии и других духовных учебных заведений. Основную группу студентов составляли выпускники академической гимназии, которые поступали в университет на казенное содержание. Материально необеспеченные, студенты жили в большой нужде, а потому далеко не все оказывались в состоянии завершить курс обучения.

Новый устав Академии наук и художеств 1747 г. предусматривал в ее составе штат профессоров, преимущественной обязанностью которых считалось обучение студентов. В перечне изучаемых предметов были названы философия, математика, римская и всеобщая история, новейшая история европейских государств и др. В 1750-1765 гг. во время ректорства С. Крашенинникова и М. Ломоносова в университете были организованы регулярные занятия и введены экзамены, расширен социальный состав студентов, увеличены в полтора раза ассигнования на университет и гимназию, назначены новые лекторы, ежегодно публиковались каталоги лекций.

Еще в 1755 г. лучшие ученики М. Ломоносова (в том числе А. Барсов и Н. Поповский) были направлены в организованный Московский университет. Попытки М. Ломоносова преобразовать академический университет в полноправное учебное заведение не встретили поддержки в правительственных кругах После смерти М. Ломоносова в 1765 г. Академия наук и художеств практически не заботилась о функционировании университета, и к концу XVIII в. он перестал существовать. Академический устав, принятый в 1803 г., не предусматривал подготовки кадров в системе Академии наук и художеств.

Задача подготовки специалистов перешла к Московскому университету. Помимо этого в 6080-е гг. XVIII в. вплоть до Великой Французской революции Академия наук и художеств направляла молодых людей учиться за границу, в том числе Геттинген, Страсбург.

Создание Академии наук и художеств в 1725 г., определение ее статуса и структуры в нормативных источниках способствовали в целом систематическому функционированию отечественной науки в течение века. Приглашение зарубежных ученых на работу в Россию привело к зарождению преемственных связей отечественной науки. В то же время, отсутствие демократических начал в управлении наукой и «размытость» в определении социального статуса академиков и адьюиктов обернулись установлением гипертрофированной зависимости ученых от государственной бюрократии.