目睹國勢日益衰微，又初步了解了西方世界，這使蔡元培產生了出國遊學、學習先進文化以解國困的願望。正如他致友人的信中所說的：“蓋弟數年來，視百事皆無當意。所耿耿者，為此遊學一事耳。”他在1902年曾有過一次短暫的遊學日本的經曆，但此時已不願東渡，而是“以遊學德意誌之誌抱之數年”，恰這時（1906年）有此機會，“不能不為之心動”。他所以選擇德國，是因為他推崇德國的教育和學術。黃炎培回憶蔡元培當時曾對他說過：“救中國必以學。世界學術德最尊。吾將求學於德，而先赴青島習德文。”所以他表示：“遊學非西洋不可，且非德國不可”。1906年冬，蔡元培在《為自費遊學德國請學部給予谘文呈》中，表達了自己赴德國留學的願望和理由，他寫道：“竊職素有誌教育之學，以我國現行教育之製，多仿日本。而日本教育界盛行者，為德國海爾伯脫（今譯赫爾巴特）派。且幼稚園創於德人弗羅比爾（今譯福祿貝爾）。而強迫教育之製，亦以德國行之最先。觀今德國就學兒童之數，每人口千人中，占百六十一人。歐、美各國，無能媲美。愛有遊學德國之誌，曾在膠州、上海等處，預習德語。……職現擬自措資費，前往德國，專修文科之學，並研究教育原理，及彼國現行教育之狀況。至少以五年為期。冀歸國以後，或能效壤流之助於教育界。”
從1907至1926年的二十年間，蔡元培曾先後五次到歐洲遊學考察，居留外國近十二載。其中三次留學德國，前後共計五年多。這期間，他的年齡跨度在40～60歲，可謂是“老學生”。除了第四次（1920年11月至1921年8月）他是以大學校長身份受政府派遣赴歐美九國考察教育外，包括他擔任過教育總長之後的曆次遊學，都是作為普通的留學生，靠譯稿賣文、做家庭教師補貼費用。他說自己曾過“半傭半丐”的生活。他珍惜留學機會，勤奮、刻苦、博覽，涉及哲學、美學、倫理學、心理學、文學、民族學、人類學、史學等許多領域，並且在歐美期間還深入考察各國的教育製度和人文文化。這種潛心學習、研究和考察，不但使他對西方文化有了深入的了解，而且對他的文化觀和教育思想也產生了重要的影響作用。
蔡元培明確的學習目的和善於獨立思考、分辨吸收的研究方法，避免了近代許多留學生存在的盲目崇外、不求甚解、生吞活剝的通病。他的融會貫通中西文化的進步文化觀，就是在他第一次遊學歐洲期間開始形成的。蔡元培中西文化觀的一個最基本的觀點，就是要“擇其善者而從之”，反對盲從和守舊，主張對文化要作具體的分析，區別對待。他1921年6月考察美國教育時，在華盛頓喬治城大學的講演中比較了古今中外文化演進的曆史，指出：“綜觀曆史，凡不同的文化互相接觸，必能產出一種新文化。”他特別舉例說：“就在中國，與印度文化接觸後，產出十世紀以後的新文化，也是這樣。”這就包含了要善於吸收外來文化，擇善而從以融會中西文化的思想。在他看來，中西文化融會貫通的過程，也就是文化創新發展的過程。所以他主張要“以近代科學的方法，整理中國固有的學術，俾實用於現代”。可以說，通過學習和吸收外國文化，發展中國文化，是蔡元培文化觀中具有目的性的一個基本要求。他堅決反對對西方文化一概肯定、盲目照搬的錯誤態度，強調對域外文化要重在消化，而消化的作用在於助己發達。他辯證地說明了消化和吸收的關係：“吸收者，消化之預備。必擇其可以消化者而始吸收之。食肉者棄其骨，食果者棄其核，未有渾淪而吞之者也”，不然就會“致釀成消化不良之疾”。他進而認為：“既有吸收，即有消化，初不必別有所期待。例如晉唐之間，雖有吸收印度文明時代，而其時‘易’‘莊’之演講，建築圖畫之革新，固已現其消化之能力，否則其吸收作用，必不能如是之博大也。今之於歐洲文明何獨不然。向使吾儕見彼此習俗之殊別，而不能預為根本之調和，則臭味差池，即使強飲強食，其亦將出而哇之耳！當吸收之始，即參以消化之作用，俾得減吸收時代之阻力，此亦吾人不可不注意也”。這種對外國文化既要吸收又要重在消化的觀點是十分正確的。這裏還要指出，蔡元培主張吸收外國先進文化，絕不是對中國固有文化的否定或妄自菲薄。他認為，中國人向有二弊，一是“自大”，一是“自棄”，二者又往往會互相轉化，這是必須加以克服的不利於文化交流和吸收的心理障礙。在他看來，文化交融是相互的而不是單向的。他指出：“我們一方麵注意西方文明的輸入，一方麵也應該注意將我固有文明輸出。”他強調中外文化交流包括兩點：“（一）以西方文化輸入東方；（二）以東方文化傳布西方。”“今日中外文明，既有溝通交換的機會，我們是格外要留心的。”應當說，蔡元培文化觀的理想境界，是善於吸收外國先進文化，以整理固有文化創造新義，促進文化的發展，推動曆史進步。
蔡元培的上述文化觀，同樣體現了他所主張的融會中西的教育觀。在蔡元培的教育活動中，從他確立的新的教育製度到健全的人格教育，從教授治校到思想自由原則的提出，都包含了他對西方教育製度和思想的借鑒、吸收。比如，教育救國、學術興國是蔡元培教育思想的一個重要基點，他在闡述這一思想時曾說：“普魯士受拿破侖蹂躪時，大學教授菲希脫為數次愛國之演說，改良大學教育，卒有以救普之亡。而德意誌統一之盛業（普之勝法，群歸功於小學教員，然所以有此等小學教員，高等教育之力也）亦發端於此。”他特別強調：“一個民族或國家要在世界上立得住腳，而且要光榮的立住，是要以學術為基礎的。尤是在這競爭劇烈的20世紀，更要依靠學術。所以學術昌明的國家沒有不昌盛的；反之，學術幼稚和知識蒙昧的民族，沒有不貧弱的。德意誌便是一個好例證：德人在一戰時力抗群強，能力固已可驚；大敗以後，曾不十年而又重列於第一等國之林，這豈不是由於他們的科學程度特別優越而建設力強所致麽？”從這些論述中，我們可以看到蔡元培教育救國、學術興國主張的思想淵源。又如，“兼容並包、思想自由”，是蔡元培革新北京大學的一個重要的辦學宗旨，這也同他對西方特別是德國大學理念的理解緊密相關。他在三次留德期間，比較充分地體會到學術自由是德國大學觀念中的一個核心觀念，他說：“德意誌帝政時代，是世界著名專製的國家，他的大學何等的自由。”他由此認定：“思想自由，是世界大學的通例。”他欣賞德國大學那種教學自由和學習自由的風氣，他說：“西洋學生研究學問係完全自動的。德國大學學生聽講與否，學校是不管的，聽講的有時不滿三人，有時一個講堂內，有數百個學生。畢業的年限，也沒有一定的規定，教師對於學生，不過指示幾種參考書和研究的方法罷了。然而德國常有著名的大學者出現，這都是學生自動的研究學問的結果。”他十分感慨地說：“要自動研究學問，才能夠發達個性，個性發達，才有創造的能力。中國學生個性發達的很少，因此對社會多是盲從，這都是平時死守講義，不能自動的研究所養成的習慣而來。”他希望改變這種沉沉暮氣的景況，強調“大學以思想自由為原則”，“此思想自由之通則，而大學之所以為大也”。再如，“養成健全的人格”，是蔡元培關於人才培養的一個基本目標，他認為中國傳統教育隻重“腦部”，單純灌輸知識，這隻能造就文弱書生，無助於身心全麵發達，將來無法擔負建設國家、服務社會的重任。因而他非常重視軍國民教育，重視體育，認為有健全的體魄才有助於養成健全的人格。1921年9月他考察歐美教育回國後對北大學生發表演說時，就把“覺得外國學生最注重體育”，作為九個月考察的第一個感想提了出來。他說：“世界各國除德國外，要算英美兩國提倡體育最力，英國劍橋大學學生競渡的競爭，非常激烈。英國養成學生正當的人格，就是運動；他們的運動，含有一種強迫的性質，但是他們運動的競爭，都取正常的手段，否則即使得勝，也要被人恥笑的。至於美國學生的運動，是各人自己情願，並不用別人強迫。”他語重心長地說：“中國人也應注重體育，須有強健的精神和體力，否則不能抵抗外力的壓迫了。”
上舉數端，說明學習外國，擇善而從，取融會中西的主張，是蔡元培教育實踐和教育思想的一大特點。
當然，上述列舉的蔡元培教育思想的淵源和特點，並不是它的全部，但確是反映了它的主要方麵。從這裏我們可以看到蔡元培教育思想的進步性、科學性和時代性。正是這些特點，造就了這位大教育改革家的成就。