מוקד מרכזי נוסף הוא נושא החינוך. המשרד לפיתוח הנגב והגליל יוזם ומעצים פרוייקטים חינוכיים שונים, החל מהגברת פעילות למצויינות, דרך מימון חוגי העשרה ועד לעידוד ההשכלה הגבוהה ברחבי הנגב והגליל באמצעות סבסוד לימודים ובניית מעונות סטודנטים.

כמו כן, פועל המשרד בהקמת והגדלת מכוני מחקר ומרכזי פיתוח בתחומי ההיי-טק, תעשייה וחקלאות.

התוכנית לפיתוח הנגב
88 מיליון ₪ יושקעו בשיפור תשתיות החינוך בנגב, בחיזוק אוכלוסיות חלשות, צמצום הפערים בין המגזר היהודי לבדואי, טיפוח מצוינות והרגלי למידה לתלמידים החל משלב הגן, הגברת הנגישות למחשוב ומדעים והגדלת סל התרבות והעשרה לילדי הנגב. להלן פירוט התוכנית בתחום החינוך:

מיג"ל - מרכז ידע גליל עליון
מיג"ל הוא מכון מחקר אקדמי המרכז פעולות מחקר, פיתוח וחינוך בגליל.

המרכז לפיתרונות מים מתקדמים בשדה בוקר
המרכז לפיתרונות מים מתקדמים בשדה בוקר מתוכנן להיות אבן שואבת למחקר, פיתוח ויצור אמצעים וטכנולוגיות להתפלת מים לשתיה ולחקלאות בישראל ובעולם כולו.
במרכז יעבדו מיטב המומחים בתחומים השונים הקשורים לטכנולוגיות מים בניסיון לפתור גם את המחסור במים, ויחיו יחד עם משפחותיהם באזור.

פארק המדע 'מדערום'
הפארק ימוקם במרכז באר-שבע וישתרע על שטח של כ– 17 דונם יהווה חלק מפרויקט 'מדערום' ומטרתו לקדם את החינוך הטכנולוגי והעלאת רמת הלימוד בבתי הספר. אמצעי הפארק יחד עם מערך הדרכה איכותי יסייעו בקידום התלמידים באזור הדרום במקצועות הטכנולוגים המתקדמים.

התוכנית לטיפוח מצוינות בחברה הבדואית
התוכנית לטיפוח מצוינות במגזר הבדואי נכנסה זה עתה לשנתה השלישית ועתידה להתרחב בשנת 2007 ולפעול בארבעה ישובים בדואים בנגב. כאשר בשלב הראשון התוכנית פעלה בישובים שגב שלום, כסייפה וחורה והשתתפו בתוכנית 161 תלמידים מכיתות ט'-יא'.

מרכז מחקר ופיתוח אזורי לחברה הבדואית
מרכז המו"פ הבדואי הוקם בישוב חורה ביולי 2005, במטרה לערוך מחקרים יישומים ולהוות "חממה" לחוקרים בדואים בתחילת דרכם האקדמאית, וכן לקדם את נושא המדעים בקהילה הבדואית.