Медресе были центрами многих различных религиозных и научных исследований и были кульминацией различных учреждений, таких как мечети, основанные на религиозных исследованиях, жилье для приезжих из других городов и, наконец, образовательные учреждения, ориентированные на естественные науки. В отличие от западных университетов, студенты в медресе будут учиться у одного конкретного преподавателя, который по окончании обучения выдаст им сертификат, называемый Иджаза. Иджаза отличается от западной университетской степени многими способами, во-первых, тем, что она выдается одним человеком, а не учреждением, а во-вторых, тем, что это не индивидуальная степень, декларирующая адекватные знания по широким предметам, а скорее лицензия на преподавание и передачу очень специфического набора текстов. Женщинам также разрешалось посещать медресе в качестве как студентов, так и преподавателей, чего не было в высшем западном образовании до 1800-х годов. Медресе были больше, чем просто академическими центрами. Мечеть Сулеймание, например, была одним из самых ранних и наиболее известных медресе, которое было построено Сулейманом Великолепным в 16 веке. В мечети Сулеймания располагались больница и медицинский колледж, кухня и детская школа, а также она служила временным пристанищем для путешественников.

Высшее образование в медресе (или колледже) было сосредоточено на исламском праве и религиоведении, и студенты должны были заниматься самообучением для всего остального. И, несмотря на временную теологическую негативную реакцию, многие исламские ученые смогли проводить свою работу в относительно терпимых городских центрах (например, в Багдаде и Каире) и были защищены могущественными покровителями. Они также могли свободно путешествовать и обмениваться идеями, поскольку в рамках единого исламского государства не было политических барьеров. Исламская наука в это время была в основном сосредоточена на исправлении, расширении, формулировании и применении греческих идей к новым проблемам.

Достижения в математике
Большинство достижений исламских ученых в этот период были в математике. Арабская математика была прямым потомком греческой и индийской математики. Например, то, что сейчас известно как арабские цифры, изначально пришло из Индии, но мусульманские математики внесли несколько ключевых усовершенствований в систему счисления, таких как введение десятичной системы счисления. Математики, такие как Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми (ок. 780-850), дали его имя концепции алгоритма, в то время как термин алгебра происходит от аль-джабр, начала названия одной из его публикаций. Исламская тригонометрия продолжилась с работ Альмагеста Птолемея и индийской Сиддханты, из которых они добавили тригонометрические функции, составили таблицы и применили тригнометрию к сферам и плоскостям. Многие из их инженеров, изготовителей приборов и геодезистов внесли свой вклад в книги по прикладной математике. Именно в астрономию исламские математики внесли свой наибольший вклад. Аль-Баттани (ок. 858-929) улучшил измерения Гиппарха, сохранившиеся в переводе "Синтаксиса Мегалы" (великого трактата) Птолемея, переведенного как Альмагест. Аль-Баттани также улучшил точность измерения прецессии земной оси. Исправления в геоцентрическую модель Птолемея были внесены аль-Баттани, Ибн аль-Хайтамом, Аверроэсом и астрономами Мараги, такими как Насир ад-Дин ат-Туси, Мо'айедуддин Урди и Ибн аль-Шатир.

Ученые, обладающие навыками геометрии, внесли значительные улучшения в ранние классические тексты о свете и зрении Евклида, Аристотеля и Птолемея. Самые ранние из сохранившихся арабских трактатов были написаны в 9 веке Абу Ишаком аль-Кинди, Кустой ибн Лукой и (в фрагментарной форме) Ахмад ибн Иса. Позже, в 11 веке, Ибн аль-Хайтам (известный на Западе как Альхазен), математик и астроном, синтезировал новую теорию зрения, основанную на работах его предшественников. Его новая теория включала в себя полную систему геометрической оптики, которая была очень подробно изложена в его Книге по оптике. Его книга была переведена на латынь и использовалась в качестве основного источника по оптике в Европе вплоть до 17 века.