Tjora har sin utdannelse fra NTNU og tidligere NTH (nå integrert i NTNU). Han er utdannet sivilingeniør (datateknikk og industriell økonomi) fra NTH i 1991 og cand.polit. i sosiologi samme sted 1995. I 1998 ble han dr. polit. ved NTNU med avhandlingen .