Россия конца XIX в. переживала взлет искусства и науки. В то же время в стране к началу XX в. большинство населения не умело читать и писать. Согласно сведениям первой переписи 1897 г., всего грамотных в России было чуть более 21 %. Естественно, этот процент был неодинаковым в различных губерниях. Например, в Сибири число грамотных составило 12 %. Эта проблема осознавалась и правительством, и общественностью. Многое было сделано для ее разрешения. Большую роль в этом сыграли земские школы. Кроме того, росло число церковно-приходских и правительственных школ. К концу 1890-х гг. в России было около 30 тысяч приходских школ, в которых училось более миллиона человек. Всего же в начальных училищах было около 3200 тысяч учеников. В это время создавались новые высшие учебные заведения: Томский университет (1888), технологический институт в Харькове (1885), горный институт в Екатеринославе (1889), сельскохозяйственный институт в Москве (1894).
Следствием развития высшей школы стал прогресс научной мысли, сказавшийся в самых различных сферах знания. В 1880-е гг. Иван Михайлович Сеченов читал лекции по физиологии, о рефлексах головного мозга, разрабатывал вопросы психофизиологии и теории познания. В 1891 г. вышел его обобщающий труд «Физиология нервных болезней». В 1883 г. В. В. Докучаев опубликовал свою работу «Русский чернозем», в которой обосновал свое учение о географических зонах. В 1886 г. биолог Илья Ильич Мечников основал первую в России (и вторую в мире) бактериологическую станцию в Одессе. В 1882 г. А. Ф. Можайский собрал летательный аппарат – фактически первый отечественный самолет. В 1888 г. механик Ф. А. Блинов испытал первый в мире гусеничный трактор. В годы царствования Александра III всемирно известного химика Дмитрия Ивановича Менделеева правительство часто привлекало к разработке различных вопросов государственной важности (например, Таможенного тарифа 1891 г.). В 1893 г. Менделеев основал Главную палату мер и весов. «Шуму и блеску не было, а совершались же дела важные и трудные», – отзывался Менделеев о царствовании Александра III.
Собор Воскресения Христова на Крови (Храм Спаса на Крови). Архитекторы А. Парланд и архимандрит Игнатий (Малышев).
Из всех наук император более всего интересовался историей. Его увлекала русская древность. И он всячески покровительствовал ее изучению. Еще цесаревичем Александр Александрович поддерживал Русское историческое общество, стал его почетным председателем. И уже будучи императором, Александр III не бросил это дело. Годичные собрания этого общества традиционно происходили в его присутствии в библиотеке Аничкова дворца. Царь часами слушал научные доклады, посвященные различным вопросам прошлого страны. Помимо этого, император был членом Московского археологического общества любителей русских древностей, Карамзинской библиотеки, Императорского археологического общества и др. Александр III с удовольствием читал исторические журналы, просматривал сборники Исторического общества. У него был свой взгляд на редакционную политику этих изданий. Он полагал, что не следовало публиковать мемуары недавно умерших лиц, в которых могли бы задеваться подробности быта еще живых.
Государь жертвовал личные средства на археологические экспедиции, реставрацию древних памятников. За годы царствования Александра III при личной его поддержке была восстановлена Ладожская крепость, отреставрированы Углицкий дворец, фрески Кирилловского монастыря в Киеве. Перед коронацией царя были отреставрированы храмы Московского Кремля, были расписаны интерьеры Грановитой палаты.
Император, когда еще был наследником престола, поставил вопрос об учреждении Исторического музея в Москве. Впервые эта мысль пришла цесаревичу в Копенгагене. Там его поразил легендарный замок Росенборг, где хранились скандинавские древности. Каждый зал музея был посвящен какому-нибудь веку датской истории. Пройдя замок, можно было составить представление о всей истории страны. Нечто подобное цесаревич хотел создать и в исторической столице – Москве, что в итоге случилось в 1872 г. После смерти императора музей носил его имя, а в 1898 г. в его вестибюле был установлен бюст Александра III.