留学生们到达美国后，便开始了预定目标的学习。清华学校规定他们中80%学理科，20%学文科。1909年第一批庚款留美的47名学生中，学理工农矿的有39人，攻文学、教育、心理、财政经济的仅八人；1910年第二批庚款留美的70名留美生则只有八人学文科，其余都是学工程、理化和农医等类。清华学校对庚款留美生的学业分布也有一个测算，“学理、工、商、农、医的占62.7%(其中学工程的占31.3%，学理科的占9.9%，学商科的占11%，学农医的占10.5%)，学文史哲的占7.2%，学政法的占24.5%(包括政治、经济、法律、教育、新闻等，其中以学经济的比例最大，占9.6%)，学军事的占2.2%”。这种留学生中的自然科学热，很大程度是受美国的影响。当时，美国在教育领域中贯彻实用主义的原则，科学技术被视为国家建设成败的关键，因此，留学生在美国自然受此风气熏染。他们认为美国以实业立国，幅员辽阔，土地肥沃，金银铜铁各种矿产极为丰富，因而只有在工艺工程方面达到先进，才能发掘天然的富产，于是留美生中学工程的就最多了。同时，中国国内满清政府很快垮台了，民国政府成立，新政权面临的是建设新国家的问题，发展实业、引进科学以救国立国成了当时流行的思潮，留美生们也明确提出“中国今日为建设时代，政治须建设，法律须建设，铁路、开矿、实业及一切之事莫非建设问题。故吾人生于今日，……不可不注重实用之学。”因而，留美青年和20世纪初年的留日青年在认识上不同，留日学生通过留学开展反清革命活动；留美生把留学和经济建设结合起来，这是清末民初留学美国的一大特色。1918—1923年留学美国的清华学生李济回忆道：“一般说来，做留学生的都想学点什么，以备回国服务，很少(我不能说没有)预备在美国居住下去。所以在那个时候，每个留学生都有一定的目的，这个目的就是在美国学一点新东西，预备回国以后，能对社会、对国家尽一点责任。”

    留美学生大都学习刻苦，成绩优良。茅以升考取清华留美生之前是唐山路矿学堂的毕业生，他到美国康乃尔大学研究院留学，仅用一年时间就获得了硕士学位，令教授们赞叹不已。而且，由于他入学考试特别优秀，校长亲自宣布：今后，凡是唐山路矿学堂毕业来康乃尔大学研究院的，可以免试注册。茅以升为后来者开拓了免试入学的道路。毕业后，他谢绝学校的挽留，来到匹兹堡一家桥梁厂实习。在那里，他一边学习制图、设计，到构件厂、装配工地做工，一边利用业余时间上匹兹堡加利基工学院的夜校，攻读博士学位。由于他勤奋、刻苦，比学校规定的时间提前一年修满了学分。以后，又经过1919年整整一年，他白天黑夜地研究桥梁“第二应力”，撰写博士论文。在年底顺利通过了博士论文答辩，成为加利基理工学院的第一个工学博士，当时年仅24岁！侯德榜1913年由清华学校赴美麻省理工学院留学，1917年获化学工程学士学位，后入柏拉图学院学习制革，获制革化学师文凭。1919年他又到哥伦比亚大学学习化学工程，两年后即获博士学位。他们身上，体现了当时留美生努力求学，以图科学救国的抱负。

    在美学习期间，学生们还积极开展各种文体活动，以丰富自己的留学生活。他们经常组织英文演说会，训练运用英文的表达能力。胡适曾是这方面的积极参加者，为此他还在大学二年级时专门选了一门训练演讲的课。他曾这样说：“公开讲演也是个最好的机会，让一个人去训练他自己的写作，训练他作笔记的系统化。这种不同形式的表达方法可以强迫一个人对一项命题去组织他的感想、观念和知识；这样可使他以写作的方式对他要表达的题目了解得更清楚。所以我对公开演讲的好处，曾撰一简单格言来加以概括，这