深圳建立了基础教育、高等教育、职业教育、成人教育等多层次的教育体系。2004年8月，深圳成为广东省首个教育强市。2006年，深圳3-6岁儿童受教育率达到98%，九年义务教育入学率达到100%，高考入学率达到92%以上，基本达到发达国家水平。深圳英语教育发达，完成义务教育的学生英语水平高于内地学生。截至2012年底，深圳共有各级各类学校1856所，比上年增加99所。毕业生34.64万人，在校学生44.27万人，在校学生151.84万人，分别增长11.2%、4.2%和5.8%。

截至2016年底，全市共有各级各类学校2310所，比上年增加114所。毕业生44.24万人，在校生55.34万人，在校生1958.600人，分别增长6.1%、5.0%和4.3%。截至年底，全市共有幼儿园1579所，增加90所；幼儿园在校生46.33万人，增长5.7%。小学337所，增加3所；在校学生91.1万人，增长5.3%。普通中学352所，增加17所；在校学生39.65万人，增长2.9%。有高等学校12所，在校学生2.85万人，增长3.1%。毕业生2.55万人，增长8.9%;在校学生91900人，增长1.5%。

深圳的本科院校有：深圳大学、南方科技大学、香港中文大学(深圳)、深圳北利莫斯科大学。

在北京大学中文系和外语系、清华大学电子系和建筑系、中国人民大学经济系和法律系的辅助下，深圳大学拥有学士、硕士和博士学位。深圳大学是深圳唯一的综合性大学，也是深圳规模最大的本科大学。

深圳大学设有27个教学学院，90个本科专业。全国特色专业5个：

电子信息工程、建筑学、工商管理、计算机科学与技术、金融学。

深圳每万人发明专利拥有量居中国大陆所有城市之首，是《自然》杂志评选的“中国科研实力十强城市”之一。2011年，深圳国内发明专利授权量为11826件，居全国大中城市第二位。2011年，深圳PCT申请量为7933件，连续8年位居全国第一。2011年全年实现高新技术产品总产值11875.61亿元，同比增长16.7%。占规模以上工业总产值的比重为58.2%，比上年提高2.3个百分点。截至2015年底，深圳共有各类专业技术人员135.3万人，比上年增长5.6%，其中中级以上技术职称人员4.15万人，增长4.4%。年末国内专利申请量105481件，增长28.2%。国内专利授权量72120件，增长34.3%。