办学模式
尊重研究
东北大学有着“尊重研究”的传统，并且代代相传，如金属材料研究所，在创造KS合金钢的本多光太郎博士带领下，坚持不懈数十年，全所有很多人获得文化勋章、文化奖、日本科学院奖、本多纪念奖等各种奖励。科学计测研究所的大型太阳炉不仅在日本、而且在世界上也非常著名，为日本能源研究作出了贡献。理学部、工学部、医学部培养出了不少优秀学者，如故布施先之在脑解剖、原校长本川弘一在脑波的基础研究方面获日本科学院奖。本村男也的病理学，加藤半治郎和中泽房吉的内科学，桂重次的外科学等均在日本医学界起开拓之功。工学部附属材料强度研究室的横堀武夫教授早在1971年就获日本科学院奖，该室研究人员在原子能、海洋开发方面的很多研究成果在日本国外杂志上发表。2014年10月，在日本最高等级学术奖学士院奖获奖者中，东北大学的毕业生在工程学科占全国大学的第2位，物理学、化学均战第3位，获奖人员仅次于东京大学、京都大学，而正在东北大学工作的获奖者，工程学、法学、政治学占第2位、物理学为第3位，在获奖频数上仍为全国大学第3位。
讨论式教学
东北大学对本科生的专业课教学采用讨论式教学方法，因材施教，在培养尖子学生的同时，也对后进学生进行个别辅导。
坚持门户开放

早在理科大学创建时期，各学科之间就实施公开讲座教学制度，这就是该校最早期的“扩张教育”。大正二年，东北大学就破文部省禁招女生的限制招收3名女生入学，开创了日本大学中最早男女同校的先例。1973年在教育学部中设置大学教育开放中心，这在日本大学中也是最早的。该校提倡4S主义，即大学教育必须四个面向：研究（Study）、学生（Student）、社会（Society）、服务（Severty）。大学教育通过开展研究和培训学生为社会服务。很早之前，植物园中的标本室全部向市民开放，并向他们介绍植物有关知识。这在闭锁性的日本大学教育中是少见的。

科研平台
截至2015年5月1日，全校有金属材料、老化医学、流体科学、电气通信研、多元物质科学5个附属研究所，还有遗传学研究中心、大型计算中心等两个全国共同利用设施。全校共同利用机构有：低温中心、应用情报学研究中心、情报处理教育中心，遗传实验室，环境保护中心，计算中心，百万伏电子显微镜室和保健管理中心等。 [19]
科研成果
东北大学的田中耕一先生获得了2002年诺贝尔化学奖，他发明了对生物大分子的质谱分析法，这一发明对破译基因的功能，破译蛋白质的结构和功能，破译基因怎样控制合成蛋白质，蛋白质怎样发挥生理作用起到了重要的作用。
根据2014年3月《自然》发布的年度自然出版指数（全球机构排名）报告，东北大学2013年《自然》杂志高质量论文的贡献指数位列第47名，CC3指数为17.41，Articles4指数为49。 [20]
根据2014年3月《自然》发布的年度自然出版指数（日本机构排名）报告，东北大学2013年《自然》杂志高质量论文的贡献指数位列第5名，CC2指数为17.05，Articles3指数为63。 [20]
学术资源
馆藏资源
截至2014年5月，该校图书馆共藏书400万册，每年以9万册的速度增加。校中心图书馆曾在二战中遭受空袭，报刊阅览室及一些建筑物被烧，以后虽被恢复，但仍感空间狭小、设备陈旧。1972年在川内校区新建成了图书馆，总面积12480平方米，可达到9.8万册开架服务的利用效率。馆中藏有不少珍本，如狩野文库中的类聚国历史第25卷、史记·教本纪第10被指定为稀有国宝。 [8]
展示馆所
1.史料馆
2.综合学术博物馆、理学部自然史标本馆
3.植物园
5.附属图书馆
6.汽车的过去·未来馆
7.西泽纪念资料室
8.鲁迅阶梯教室（旧仙台医学专门学校六号教室）
东北大学片平校区至今仍保存有仙台医学专门学校的讲义室。该建筑物，是被称为"近代中国之父"的文豪鲁迅先生曾经学习的地方，作为"鲁迅的阶梯教室"而闻名。在1904年修建后，经过改修、移建，至今仍是保留着鲁迅先生当年留学时风貌的历史性建筑。
曾在日本东北大学留学的著名中国学者有：
鲁迅：文学家 1904年到仙台医科专门学校读书，也就是东北大学医学部。
陈建功：数学家 中科院院士 1920年考入东北大学数学系，曾任浙江大学数学系主任、杭州大学副校长。
苏步青：数学家 中科院院士 1924年考入东北大学数学系，曾任复旦大学校长。
马延英：地质学家 1933年毕业于东北大学并获得理学博士学位，曾任台湾大学地质学系第1位地质学系主任。
黄丙丁：医学家、皮肤科杰出科学家和医生 1933年毕业于东北大学获得医学博士学位，曾任福建省立医院首任院长。
沈璿：数学家、1940年获得东北大学理学博士学位，曾任台湾大学理学院第2任院长。
潘贯：化学学家、台湾中央研究院院士，1955年获得东北大学理学博士学位，曾任台湾大学理学院第3任院长。
陈维昭：教育学家、医学家 1975年毕业于东北大学获得医学博士学位，曾任台湾大学校长。
闵乃本：物理学家 中科院院士 1987年毕业于日本东北大学，为南京大学固体物理所所长。
张尧学：中国工程院院士1990年毕业日本东北大学获得博士学位，为中南大学校长。
薛其坤：物理学家 中科院院士 1992年东北大学联合培养博士，为清华大学理学院院长。
万立骏：化学学家 中科院院士 发展中国家科学院院士 1996年毕业于东北大学获得理学博士学位，为中科院化学所所长、中国科学院分子科学中心主任，中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室主任，北京分子科学国家实验室（筹）主任。
外国学者
藤野严九郎：医学家，毕业于爱知医学校（现名古屋大学）。曾担任东北帝国大学（现东北大学）教授，是鲁迅留学期间的老师。 [25-27]
田中耕一，日本科学家，诺贝尔奖获得者。