Yıldız Teknik Üniversitesi'nde eğitim-öğretim faaliyetleri, Lisans, Yüksek Lisans ve Doktora düzeyinde sunulmaktadır. Üniversitenin eğitim sistemi, dönemlik (yarıyıl) esasına dayalıdır ve her akademik yıl güz ve bahar olmak üzere iki ana dönemden oluşur. Bazı programlar yaz döneminde de dersler sunmaktadır. Lisans programları, genellikle dört yıl sürmektedir ve her program için belirlenen kredi ve ders yükümlülüklerinin tamamlanması gerekmektedir. Öğrenciler, zorunlu derslerin yanı sıra seçmeli dersler alarak uzmanlaşmak istedikleri alanlarda kendilerini geliştirebilirler. Eğitim sürecinde, teorik derslerin yanı sıra uygulamalı eğitim, laboratuvar çalışmaları, proje ve stajlar da önemli bir yer tutmaktadır. Yüksek lisans ve doktora programlarında ise, öğrencilere ileri düzeyde teorik bilgi ve araştırma becerileri kazandırılmaktadır. Yüksek lisans programları, tezli ve tezsiz olarak iki farklı şekilde sunulabilir. Tezli yüksek lisans programları genellikle iki yıl sürer ve öğrencilerin araştırma yaparak tez hazırlamaları gerekmektedir. Tezsiz yüksek lisans programları ise daha kısa sürede tamamlanabilir ve genellikle uygulamalı projelerle sonuçlanır. Doktora programları, lisansüstü eğitimin en yüksek aşamasını temsil eder ve ileri düzey araştırma becerileri kazandırmayı hedefler. Bu programlar, genellikle dört yıl sürer ve öğrencilerin orijinal bir araştırma yaparak doktora tezi hazırlamaları beklenir. Yıldız Teknik Üniversitesi'nde eğitim dili, programlara bağlı olarak Türkçe veya İngilizce olabilir. İngilizce programlar için öğrencilerin belirli bir dil yeterliliğine sahip olmaları gerekmektedir. Ayrıca, üniversite, öğrencilerine çift ana dal ve yan dal programları gibi ek eğitim fırsatları sunarak, farklı disiplinlerde bilgi ve beceri kazanmalarını teşvik etmektedir. Eğitim sürecinde, öğrenci merkezli yaklaşımlar ve çeşitli öğretim yöntemleri kullanılmakta olup, öğrencilerin hem akademik hem de kişisel gelişimlerine katkı sağlanmaktadır. Üniversite, ayrıca, uzaktan eğitim olanakları sunarak, öğrencilerin farklı mekânlardan ve esnek zaman dilimlerinde eğitim alabilmelerini sağlamaktadır.