Israel har åtte offentlige universiteter. Det hebraiske universitetet i Jerusalem, Israels eldste universitet, huser det jødiske nasjonale universitetsbibliotek, verdens største med bøker om jødiske emner. I 2006 var det hebraiske universitetet rangert som det 60. og 119. i to undersøkelser over verdens beste universiteter. Andre store universiteter i landet er Technion – Israels institutt for teknologi, Weizmann-instituttet for vitenskap, Universitetet i Tel Aviv, Bar-Ilan-universitetet, Universitetet i Haifa og Ben-Gurion-universitetet i Beersheba. Israel rangeres som nr. 3 i verden når det gjelder antall innbyggere med universitetsgrad (20 % av befolkningen). På 90-tallet ga en tilstrøming på en million immigranter fra det tidligere Sovjet (40 % hadde universitetsgrader) en økning i Israels høyteknologisektor. Fire vitenskapsmenn som har vunnet nobelprisen kommer fra Israel, og landet publiserer flest vitenskapelige artikler i verden per innbygger. Ilan Ramon ble i 2003 Israels første astronaut som nyttelastspesialist på STS-107, i det som ble tragedien med romfergen Columbia.