亦称京师同文馆。1862年(同治元年)奕訢等奏准设立，附属于总理各国事务衙门。初设英、法、俄文三馆，招收十三四岁以下的八旗子弟入馆学习。1866年(同治五年)奕訢等奏请增设天文、算学、德文、日文馆，招收三十岁以下翰林、进士、举人、贡生及正途出身的五品以下官员入馆学习，引起倭仁为首的顽固派群起攻击。该馆后亦招收十五岁以上、二十五岁以下的满汉学生。学制初定三年，1876年(光绪二年)规定，学外文进而学天文、化学、测地等课程者学制八年；年长借译本学习者学制为五年。初期仅有外文课程，后增加数、理、化、医、天文、外国史地、万国公法等课程。亦设汉文。教师多为外籍。1869年(同治八年)起美国传教士丁韪良由赫德引荐，主持馆务二十余年。1902年(光绪二十七年)同文馆并入京师大学堂。

同文馆是洋务派为培养、训练办洋务人材而专门设立的机构，是总理衙门的下属机构。1862年恭亲王奕訢奏请设立的“洋务学堂”。因地址在北京，故又称“京师同文馆”。开办之初为外语学校，专限八旗子弟，年在十三、四岁以下的入学，中间也曾一度招收汉人子弟，但名额有限，主要学习西方语言文字。后来，奕訢又在同文馆之内开设天文算学馆，要求中学有成就的人再去学习西学，因此招收的学员，从贡生、举人提高到进士、翰林院编修、检讨等正途出身的京外各官，年龄逐步宽限到三十岁，也不专限于八旗，而是包括满汉各员都在内。聘请洋人为教习。当时大学士倭仁坚决反对说：“立国之道，尚礼义不尚权谋，根本之图，在人心不在技艺”，由于顽固派造成不好影响，所以报考者寥寥。学制分三年、五年、八年不等。美国传教士丁韪良(William Alexander)于1863年到馆任教，1869年由赫德(Robert Hart)提名任总教习，总管校务近三十年。1902年并入京师大学堂。1863年李鸿章在上海设“上海同文馆”，1864年广州亦建“广州同文馆。