В состав университета входят семь школ и отделение непрерывного обучения. Поступившим предлагаются программы, позволяющие получить 18 различных научных степеней бакалавра, магистра и доктора наук, а также степень инженера.
Около 1,6 тыс. абитуриентов ежегодно поступают на различные программы начального обучения. Всего в 2006—2007 учебном году в Стэнфорде обучалось 6,7 тыс. студентов по программам бакалавриата и 8,2 тыс. — по программам магистратуры и докторантуры. Поступившим рекомендуется пройти как минимум четыре года обучения английскому языку и математике, три года — иностранному языку и естественным наукам, а также истории, социальным наукам и другим дисциплинам. В университете в среднем на одного преподавателя приходится семь студентов, что позволяет использовать индивидуальный подход к обучению.
Только три из семи школ предлагают программы бакалавриата. Остальные являются «выпускающими» (graduate schools) и предлагают только программы магистратуры и докторантуры. Университет поощряет студентов, желающих получать образование в двух и более смежных или дополняющих областях, например в инженерных дисциплинах и в социальных науках.
В университете широко практикуется привлечение студентов младших курсов к проведению научных исследований. Для этого используются гранты, которые целенаправленно предполагают расходы, направляемые на оплату труда студентов. Помимо этого применяются специальные фанты, позволяющие студентам разработать свои персональные исследовательские проекты под руководством преподавателей. Всего на эти цели в 2006—2007 учебном году было направлено 3,9 млн. долл., в проекты были вовлечены 1250 студентов. Помимо этого, студенты широко используются в качестве исследователей в летний период, когда основной персонал уходит в отпуска. В 2006 г. так называемый Летний исследовательский колледж (Summer Research College) охватил около 250 человек.
Как и большинство других крупных университетов США, Стэнфорд создал широкую сеть своих филиалов за рубежом. Его филиалы находятся в Австралии, Китае, Германии, Италии, Японии, России, Франции, Великобритании и Чили. Студенты могут пройти специализированные курсы в этих странах, принять участие в исследовательских проектах, пройти стажировку в компаниях, общественных или государственных организациях. Университет предлагает также программу специализированных семинаров по проблемам различных регионов мира. В 2006 г. в таких мероприятиях приняли участие около 750 студентов.
Помимо этого Стэнфорд имеет отделение в Вашингтоне, в котором студенты, специализирующиеся на политических исследованиях и государственном управлении, могут пройти стажировки и принять участие в целевых программах обучения, которые позволяют им лучше понять механизмы действующей политической системы США.