Tarragona és una ciutat universitària. La Universitat Rovira i Virgili (URV) ofereix un catàleg amb vora una cinquantena d’estudis de grau i prop de cinquanta màsters de tots els àmbits del coneixement, que cursen catorze mil estudiants. Es tracta d’una universitat investigadora que gaudeix d'una destacada visibilitat internacional. És la 76a a nivell mundial dins les que tenen menys de cinquanta anys, segons el rànquing de Times Higher Education.

L’any 2010, la URV va aconseguir la distinció de Campus d’Excel·lència Internacional per part del Ministeri d’Educació per al projecte Campus d’Excel·lència Internacional Catalunya Sud, que inclou els instituts de recerca, els hospitals universitaris i el sistema de centres tecnològics i parcs científics i tecnològics impulsats per la URV, que se centren en els principals eixos socioeconòmics de Tarragona: la química i l’energia, la nutrició i la salut, el turisme, l’enologia, el patrimoni i la cultura, i nombroses empreses del territori.

Tarragona és un pol d’innovació en la química al voltant del nou Parc Científic i Tecnològic de la Indústria Química, basat en un entorn acadèmic de qualitat. Hi tenen la seu el Centre Tecnològic de la Química de Catalunya i l’Institut Català d’Investigació Química. L’altre gran referent a la ciutat és el coneixement i la recerca en cultura i patrimoni, del qual són protagonistes l'lnstitut d’Arqueologia Clàssica de Catalunya (ICAC) i l'Institut de Paleoecologia Humana i Evolució Social (IPHES). Cal afegir l’Institut d’Investigació Sanitària Pere Virgili (IISPV), l’Institut de Recerca d’Energia de Catalunya (IREC-CRER) —especialitzat, en la seva seu tarragonina, en l’estalvi energètic i les energies renovables—, el Centre de Recerca d'Antropologia Mèdica (MARC) i els diversos centres tecnològics i d’innovació.

La ciutat també disposa d’una completa oferta d’educació secundària, que explica el seu èxit en l'excel·lent col·laboració dels centres de grau mitjà i de grau superior amb les empreses i les associacions empresarials i gremials. Durant el curs escolar 2016-2017, nou-cents quinze alumnes fan la formació dual en quatre-centes empreses. 

Instituts de recerca vinculats a la URV:

• Institut Català d’Arqueologia Clàssica (ICAC)
• Institut Català d’Investigació Química (ICIQ)
• Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social (IPHES)
• Institut d’Investigació Sanitària Pere Virgili (IISPV)
• Institut de Recerca en Energia de Catalunya – Centre de Recerca en Energies Renovables (IREC-CRER)
• Centre de Recerca en Avaluació i Mesura de la Conducta (CRAMC)
• Centre de Recerca en Enginyeria de Materials i Micro/Nano Sistemes (EMaS)
• Centre d’Estudis de Dret Ambiental de Tarragona (CEDAT)
• Centre en Canvi Climàtic (C3)
• Centre de Recerca en Economia Industrial i Economia Pública (CREIP)