Основой научного потенциала Самарской области является вузовская, академическая наука, а также научные подразделения промышленных предприятий. В сфере исследований и разработок по широкому кругу направлений в регионе действует 76 научно-исследовательских организаций.
Исследования в области фундаментальных наук координирует Самарский научный центр Российской академии наук (далее - РАН), который объединяет 9 научных организаций Федерального агентства научных организаций (Институт проблем управления сложными системами РАН, Институт систем обработки изображений РАН, Институт экологии Волжского бассейна РАН, Поволжский филиал Института российской истории РАН, Самарский филиал Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Поволжская агролесомелиоративная опытная станция Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации РАСХН, Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова, Самарская научно-исследовательская ветеринарная станция, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова). Центр также ведет деятельность отделения секции прикладных проблем РАН, секции научного совета по проблемам управления движением и навигации РАН и Самарского регионального отделения научного совета по проблемам методологии искусственного интеллекта РАН, а также курирует две организации под научно-методическим руководством РАН.
В Самарской области подготовку специалистов ведут в 25 образовательных учреждениях высшего профессионального образования, из которых 16 - государственные и муниципальные. Численность студентов вузов региона 2015/2016 учебном году составила 111 тыс. человек.
По доле населения, обладающего профессиональным образованием, Самарская область занимает 1-е место среди регионов сравнения (рис. 80).