《美學》是蔡元培主持北大期間親自講授的唯一的一門課。他注意教授法，教學效果很好。“他講起課來，極其活潑有趣，大家上他的課都覺得樂此不疲。”當年聽過他講授的一位學生回憶道：
他教的是美學，聲浪不很高可是很清晰，講到外國美術的時候，還帶圖畫給我們看，所以我們聽的很有味，把第一院的第二教室完全擠滿了。第一院隻有第二教室大，可坐一二百人，因為那個時候北大講倮，除了選這倮的人上課之外，任何人都可以去聽，校外去聽的就不少，真同巴黎大學一樣。第二教室擠的連講台上站滿了人，於是沒有法子，搬到第二院的大講堂。這是從前公主府的銀安殿，在第二院不專為理學院用的時候，做合班上課用的。
他講了約兩個月，因足疾住院而中綴。他曾請青年畫家劉海粟代講了一段時間。劉海粟在繪畫藝術的道路上，曾得到過蔡元培的大力支持。這時他為上好美學課，曾向蔡元培請教，蔡說了一段頗有啟發的話：“要大膽，鎮定自若，我讀過你辦的《美術雜誌》的文章，有一定水準；再者你的畫筆會說話的。我不會畫，都在講美學，你遇到說不清楚的時候，可以用筆來說，畫給他們看也很好。不過，不能以導師自居，以平民的身分對待青年學子，他們一定會擁護你。真正遇到在課堂上不好回答的難題，可以跟學生們一起商量，這樣很快就建立感情，有什麼不足之處他們會告訴你加以改進的。青年們極為可愛，不為他們奮鬥，我們治學做事有什麼意思。”他照蔡元培的要求上了幾節課，效果很好。
除開設美學課外，蔡元培還在學生中提倡注重音樂、書法、繪畫的修養，以培養對美育的興趣，豐富學生課外文化藝術生活。他認為通過音樂、美術等美的教育，有助於養成學生間團結和諧、彼此親愛的品德。
1918年經蔡元培發起成立了音樂研究會，親自為研究會代擬了章程，以敦重樂教，提倡美育為宗旨，從事音樂學、音樂史、樂器和戲曲等方麵的研究。研究會分中樂、西樂兩部。中樂部有古琴、琵琶、昆曲、絲竹等組；西樂部有提琴、鋼琴等組。規定校內外人士凡有音樂興趣者俱可入會。音樂研究會定期開同樂會，每年春節舉辦一次音樂演奏會。1919年11月召開同樂會時，蔡元培到會發表演說，指出，音樂為美術之一種，與文化演進，有密切之關係。他希望會員“知音樂為一種助進文化之利器，共同研究至高尚之樂理，而養成創造新譜之人材。采西樂之特長，以補中樂之缺點，而使之以時進歩，庶不負建設此會之初意”。1820年，蔡元培聘請名樂師肖友梅（1884—1940）為北大講師，擔任音樂研究會導師，教授音樂史和聲學課程。在肖友梅的指導下，音樂研究會在我國首次演奏了貝多芬的交響曲。從這一年三月起，音樂研究會以它舉辦的音樂演奏會收入所得，出版了《音樂》月刊。蔡元培為創刊號寫了發刊詞。1922年8月，經學校評議會第八次會議決議，將音樂研究會改為正式的教學機構，作為附設在北大的音樂傳習所，對外招收學生。蔡元培兼任所長，肖友梅為教務主任。這個傳習所於這一年的十月二日開學，其宗旨是培養樂學人才，一麵傳習西洋音樂，包括音樂理論與技術，一麵整理和發揚中國的古樂。國樂師劉天華就是這時傳習所的導師之一。音樂傳習所分三科：本科培養專門人材，不定年限，修完所定課程即可畢業；師範科培養中小學音樂教師，分甲種四年製和乙種二年製兩種；另有選科是專為音樂愛好者開設的，可以根據自己的興趣和需要選習各種課程，不定年限，修畢選習課程即可結業。傳習所師生還在校內多次舉辦演唱音樂會。1926年夏，師範科第一期學生畢業者十二人。到1927年7月，奉係軍閥合並國立專科以上八校成立京師大學校時，音樂傳習所被取消。
1918年2月，蔡元培發起成立畫法研究會，得到教員李祖鴻、錢稻孫、馮祖荀等人的讚同，報名入會者達七十餘人。他還為畫法研究會撰寫“旨趣書”，要求“會員注意者：畫有雅俗之別，所謂雅者，謂誌趣高尚，胸襟瀟灑，則落筆自殊凡俗，非謂不循規矩，隨意塗抹，即足以標異於庸俗也”。並說研究會雖為課業之作，然既有誌研究，“不可不以研究科學之精神貫注之”。當時他曾對人說：“我希望這個研究會對中國畫壇的除舊布新能起一點啟蒙作用，才強調從事美術的人要終身不舍，興到即來，時過情過，不持之以恒，斷無成就”。畫法研究會以研究畫法，發展美育為宗旨。研究會分國畫和西洋畫兩門。前者分山水、花卉、人物、翎毛等類；後者分鉛筆畫、鋼筆畫、炭畫、水墨畫、水彩畫、油畫、漆畫、圖案畫等類。蔡元培還聘請校外名家陳衡格、賀履之、湯定之、徐悲鴻等為研究會導師，並盡量為研究會活動創造條件。1920年春節學校舉辦為期兩天的學生遊藝大會，就是專門為畫法研究會募捐經費的。這一年六月起，研究會出版了《繪學雜誌》。1922年8月，經學校決定，將畫法和書法兩個研究會合並組成造型美術研究會，由蔡元培兼任會長。胡佩衡、盛伯宣、劉子泉、陳半丁等為造型美術研究會導師，定期到會指導。會員有校內和校外兩種。
蔡元培在北大實行美育教育，對培養學生良好的道德風尚，促進學術研究的興趣，以及豐富學生的課外生活，都發生了很好的作用。