На территории области действуют десятки высших учебных заведений, в том числе крупнейший ЮУрГУ и первый университет на Южном Урале ЧелГУ, в которых учатся студенты со всей России и Казахстана.
В дореволюционный период специализация региона (а именно логистика, чёрная металлургия, кожевенная и пищевая промышленность) задали и местную специфику образования. В дореволюционных городах нынешней Челябинской области были реальные училища и духовные семинарии.
Во время Великой Отечественной войны в Челябинске появился Медицинский институт (1942 г.) и механико-машиностроительный институт.
В послевоенный советский период, несмотря на присутствие нетехнических ВУЗов (например, Медицинский институт и Педагогический институт), образование в области было специализировано на технических специальностях. Появились многочисленные НИИ, КБ, проектные институты.
Челябинская область внесла большой вклад в развитии науки и новых технологий в СССР. Здесь проводились как фундаментальные исследования, так и прикладные. Южноуральские специалисты принимали участие в создании ядерного и термоядерного оружия, ядерных зарядов для промышленного использования, разрабатывали ракеты, в двигатели летательных аппаратов и тракторов, новые материалы (металлы, бронестекло), навигационное оборудование (в том числе для космического корабля «Буран»), изучали влияние радиации и разрабатывали дезактивационные мероприятия. Наукоёмкие производства были созданы в Челябинске, Златоусте, Миассе, Снежинске, Трёхгорном, Озёрске.
Сейчас в вузах области преподаются и гуманитарные специальности. Большинство прежних институтов стало университетами и академиями, также многие прежние училища приобрели статус институтов.
