达特茅斯学院
1913年江苏省政府咨送北京清华学校。1922年9月20日入讀美國東部的达特茅斯学院，插班進入三年级學習。這所學校位於美國東北部新罕布什尔州，屬美國開化較早的新英格蘭地區。潘光旦留美時期，大學和研究生時期的專業上主要學習的是生物學，中間曾有一年半專攻優生學。1922至1924年他在达特茅斯学院學習生物學，於1924年夏获生物學学士学位。1923年暑期、1924年夏至1925年夏，在紐約州長島冷泉港的優生學館學習優生學、人類學一年有半。1925年夏同時在冷泉港的卡納奇研究院，參加內分泌學的暑期講習班。1925年9月至1926年夏，在哥伦比亚大学學習生物學，获硕士学位。1926年夏在麻塞諸塞州林洞鎮的海濱生物研究所學習單細胞生物學。留美四年後，潘光旦於1926年秋回國。據1923年11月26日的《達特茅斯報》報導，他原計劃在达特茅斯学院畢業後去约翰霍普金斯大學學習醫學，後來他改变了主意，改去優生學纪录館學習了一年，後又在哥伦比亚大学學習生物學一年。