Da han begynte som student ved Det Kongelige Fredriks Universitet, hadde han professor Oskar Emil Schiøtz (1846–1824) som foreleser i fysikk. Birkeland hadde under studiene mest kontakt med matematikeren Carl Anton Bjerknes (1825–1903). Han ble også påvirket av astronomen Hans Geelmuyden (1844–1920) og meteorologen Henrik Mohn (1835–1916).