談到蔡元培對中國教育所作的貢獻，不能不談及美育，而一旦談到美育，就一定會和蔡元培的名字聯繫在一起。
在北大校長任上，蔡元培常說的一句話是：“文化進步的國民，既然實施科學教育，尤要普及美育。”
他說：“人的一生，不外乎意志的活動，而意志是盲目的，其所恃以爲較近之觀照者，是知識；所以供遠照、旁照之用者，是感情……人人都有感情，而並非都有偉大而高尚的行爲是由於感情動力的薄弱。要轉弱爲強，轉薄爲厚，有待於陶養。陶養的工具，爲美的對象，陶養的作用，叫做美育。”
美育，又稱美感教育。即通過培養人們認識美、體驗美、感受美、欣賞美和創造美的能力，從而使我們具有美的理想、美的情操、美的品格和美的素養。
蔡元培是在中國提出美育的第一人（“美育”一詞也是由他譯自德文）。
在蔡元培看來，愛美是人類性能中固有的要求，“如其能夠將這種愛美之心，因勢利導之，小之可以怡性悅情，進德善身，大之可以治國平天下”。
美育的獨特功能，不僅在受美育的當時，能得到美的享受，可以“怡性悅情”，而且可以獲得審辨美醜的能力。
他在《美學觀念》中，把科學、道德、審美作了區別：“科學在於探究，故論理學之判斷，所以別真僞。道德在於執行，故倫理學之判斷，所以別善惡。美感在於欣賞，故美學之判斷，所以別美醜。”所以，美育還具有提高人的審美判斷能力。
更進一層，美育還可以“陶養吾人之感情，使有高尚純潔之習慣”，久而久之，就能培養“人人有一種美的精神，純潔的人格”。在他看來，要通過美育來培養一種美的精神，純潔的人格，才能達到治國平天下的根本目的。
1917年，蔡元培發表了《以美育代宗教》的演講，針對當時一股要在中國掀起倡導宗教的思潮，提出中國不需要倡導宗教，可以而且應該以美育代宗教。他把美育和宗教作了優劣的比較：一、美育是自由的，而宗教是強制的；二、美育是進步的，而宗教保守的；三、美育是普及的，而宗教是有界的。所以，我國只能美育來代宗教，而絕不能以宗教來代教育。
早在德國留學，特別是就讀萊比錫大學時，他就對美育情有獨鍾。
蔡元培在後來所寫的《自寫年譜》中說：“我於講堂上既常聽美學、藝術史、文學史的講演，於環境上又常受音樂、美術的熏習，不知不覺的漸集中心力於美學方面。”
他在德國，不僅聽美學課，而且知行並重，自己還學彈鋼琴、拉小提琴，把學到的美學付諸自己的人生實踐。
蔡元培從德國回南京，受命擔任臨時政府的首任教育總長。蔡元培先調紹興同鄉許壽裳到教育部，許壽裳又推薦了一起在日本留學的周樹人(魯迅)，協助蔡元培在教育部推行美育。1912年，蔡元培公開發表了《對於教育方針之意見》，旗幟鮮明地把美育列入教育方針中。
由蔡元培主掌的教育部，先是設在南京，後又遷往北京，許壽裳和魯迅也跟着到北京。魯迅是蔡元培在教育部推行美育的得力助手。蔡元培對教育方針的意見，由魯迅起草一個教育部文件，予以推行。
魯迅在教育部的任職，先是做社會教育司的第二科科長，後升任爲社會教育司的僉事，主管的就是文博圖書和美術教育。
蔡元培所說的美術教育並不僅是視覺藝術的繪畫、雕塑等，而是含括所有的藝術，包括文學在內。
受蔡元培的委託，魯迅積極在北京實施藝術教育，向社會推行美育，甚至在暑假中還舉辦美術演講會。魯迅在暑期的美術演講就先後舉辦了四次，1913年發表的《擬播布美術意見書》就是在這些演講的基礎之上作了發揮寫成的。在這篇文章中，魯迅對文學藝術(總稱爲美術)的作用和價值作了較爲全面的闡釋。
到北大不久，蔡元培將藝術與美育納入北大教育系統，開設美學和美術史，親講美學。不止如此，他的更大目標是“欲謀全國藝術之普及”。
他在《我在北京大學的經歷》中說到，在十年之間，“我講了十餘次，因足疾進醫院而停止”。
而美學之課在北大一直延續。他請留法回來的張競生來北大當專職教授，繼續講授美學課程。就在北大期間，蔡元培開始了《美學通論》的撰寫，寫出了《美學的對象》、《美學的趨向》等文。
在他之後制定的一整套教育改革方案中，藝術、藝術教育及美育佔據了基礎性位置。在他看來，“美育爲近代教育之骨。美育之實施，直以藝術爲教育，培養美的創造及鑑賞知識，而普及於社會。”
這裡的美育的目標人羣，並不侷限於藝術專業人才，而是着眼於以藝術爲業餘愛好、興趣或素養的所有普通人。
“渺小的個體找尋宇宙的本體，在被其接納與之合一的過程中獲得喜悅與安寧。這種超越性的體驗，過去人們往往通過宗教而實現。”
正是蔡元培，第一次爲國人指出了，有一條叫做“美”的道路，一樣可以抵達。
爲鼓勵北大學生向德、智、體、美全面發展，他發動師生開展課外活動，組織各類社團，學校爲之創造條件。
1917 年 7 月，北京大學畫法研究會成立，陳師曾、賀履之、湯定之、胡佩衡等都是初創時期的導師。
這個名師雲集的美術社團組織，在推動中國美術教育從傳統向現代轉化的道路上影響深遠。
後來的美術大家李苦禪，就是在這裡遇到徐悲鴻，並得到了藝術的入門教育。依舊是這些老師，依舊是在蔡元培的倡導下，一年後共同成立了國立北京美術學校——如今中央美術學院的前身。
由於蔡元培的發起與鼓勵，1918年在北大成立了音樂研究會，聘請著名音樂家蕭友梅爲導師。1922年成立北大的音樂傳習所，宗旨是培養音樂人才，國樂專家劉天華是音樂傳習所的導師之一。傳習所師生經常舉行音樂會，並出版《音樂》月刊。
文學藝術社團、文學研究會、書法研究社等也紛紛成立。
後來，張競生還發起成立了審美學社，出版審美叢書。
這種由蔡元培倡導在講堂之外展開美育的活動方式，成了北大的一個傳統。
在很長的時間裡，進入北大的人都能親身感受到這種課外的藝術氛圍。國樂社、交響樂鑑賞會、文學社、新詩社、戲劇社等一到下午社會活動時間，就各自活躍起來。
發展到20世紀80年代，又成立了由王朝聞、宗白華任指導的文藝美學研究會，公開出版《文藝美學》論叢。這要歸功於蔡元培美育精神的鼓舞。
正如梁漱溟在40年代所作《紀念蔡元培先生》一文所說：“蔡先生一生的成就不在學問，不在事功，而只在開出一種風氣，釀成一大潮流，影響全國，收果於後世。”
蔡元培的美育精神影響之大，乃這種緣由。
對於美育方面的人才，蔡元培更是格外愛惜。徐悲鴻、劉海粟和林風眠，無一例外均得助於蔡元培的提攜。
他在法國就慧眼識人，不遺餘力幫助林風眠，資助其生活。1928年更是不拘一格任命，28歲的林風眠爲國立藝術院首任院長，造就中國最年輕的一位大學校長。
23 歲的徐悲鴻因時局動盪無法完成赴法的行程，滯留北京，也被求賢若渴的蔡元培請到北大，成爲外國畫部的導師。
民國著名女畫家、蔡元培最疼愛的女兒蔡威廉也任教於國立藝術院。
教務長林文錚娶了蔡威廉後，蔡元培對女婿說：“你不要從政做官，把一生精力投放在藝術事業中去，就在這裡幹一輩子，幫助林風眠把學校辦好，他一個人是很難辦下去的。”
雕塑家劉開渠原本是國立北京美術學校西畫系畢業生，在大學院當抄寫員。他對蔡元培說自己想出國學雕塑。1928年蔡元培就將他以“駐外著作員”身份派往巴黎，月薪80元。
他在巴黎國立美院學業有成時，蔡元培又適時來信：“國內的雕塑事業需要人才”。他的召喚讓劉開渠1933年歸國，後成爲新中國雕塑的奠基者。
北京大學藝術學院教授、北京大學視覺與圖像研究中心主任朱青生說：蔡元培“在學術上也支持了無數的人，功德無量”。這位中國現代美術事業的開拓者，直接促進了中國現代美術教育體系的形成。“社會正在變革的時期，蔡元培推動了美育極大的發展，他是做這個事情，效果最大的一個個人”。
隨着美育實踐的逐步推進，蔡元培越來越意識到，美育決不限於藝術教育。
他對美學、美育、美術三者作了區別。提出了美育不同於美術(廣義的美術，包括了所有藝術)，範圍不同，作用也不同。藝術裡包含了真、善、美，文學的道德功利更爲明顯。美育則在怡性悅情，陶冶感情，培養美的精神，塑造純潔的人格，但美育的範圍卻要比藝術教育廣泛得多。
美育的工具，離不開美的對象，而美的對象廣泛存在於世界上，所以，美育的途徑十分廣闊。
針對當時文化教育界普遍把美育和美術混爲一談的這種傾向，他特別地指出：“有的人常把美育和美術混在一起。自然，美育和美術是有關係的，但這兩者範圍不同。”不同在那裡呢？“美育的範圍要比美術大得多，包括一切音樂、文學、戲院、電影、公園，小小園林的佈置，繁華的都市(例如上海)，幽靜的鄉村(例如龍華)等等，此外，如個人的舉動(例如六朝人的尚清談)，社會的組織，學術團體，山水的利用，以及其他種種的社會現狀，都是美育。”
這就是說，我們這個世界上所存在的各種現象，從社會上的人文現象，精神現象，一直到自然現象，都可能成爲美的對象。美育可以運用這些美的對象，作爲美育的手段，因而美育的範圍無比廣泛。
北大在蔡元培的推動下，對學生在德、智、體、美各方面的教育，顯著改變了學生的精神面貌。