詹天佑学院围绕学校“品德优秀、基础宽厚、思维创新、能力卓越、专业精深”的人才培养总目标，根据科技创新领军人才培养的目标定位，遵循拔尖人才成长规律，坚持“德才兼修、厚理强基、交叉融合、引领未来”的拔尖人才培养理念，创新拔尖人才培养机制，打造拔尖人才培养的“试验田”。
詹天佑学院实施本博连读“1+2+1+4”人才培养模式，把本科到博士阶段培养作为一个整体，按照“一生一案”方式系统设计培养目标、培养标准和培养方案。
詹天佑学院实施两个大类招生，高考招生专业名称为：理科试验班类（詹天佑试点班 信息类）、理科试验班类（詹天佑试点班 智能类）。
理科试验班类（詹天佑试点班 信息类）包括本科专业：通信工程、计算机科学与技术、信息安全；理科试验班类（詹天佑试点班 智能类）包括本科专业：轨道交通信号与控制、交通运输、测控技术与仪器、电气工程及其自动化。7个专业均获评国家级一流本科专业建设点。完成所选专业培养方案中规定的所有环节后，符合学校学位授予要求者获得相应专业学士学位。
詹天佑学院博士研究生阶段设置9个一级学科博士点，具体包括：信息与通信工程、计算机科学与技术、软件工程、网络空间安全、交通运输工程、控制科学与工程、安全科学与工程、机械工程、电气工程。
一、本博连读，实施“1+2+1+4”培养模式
学院实施“1+2+1+4”本博连读人才培养模式，构建科技前沿导向的课程体系。本科阶段注重大类通识教育和学科交叉培养；博士阶段实施大师引领的个性化培养，追求在未来科技领域的颠覆性技术突破。
第一学年进行通识培养，强化数理、信息、语言等基础能力，开设批判性思维、逻辑思维、科学伦理和法律等课程，强化综合素质培养；通过开设学科前沿讲座引导学生的专业兴趣。第二、三学年学生选择本科专业后进入专业学院进行培养，加强学科基础，构建深厚的专业知识体系，基本完成本科专业的课程学习。第四学年是本研衔接阶段，学生在导师指导下开展科研实践，完成本科毕业设计，同时进行研究生阶段的课程学习。第五年后进入博士研究生的学术培养阶段，学生依托高水平科研平台和重大科研课题开展科学研究工作，完成博士生培养的各个环节。
二、因材施教，实施“一生一案”培养计划
学生根据自身研究兴趣和能力特长选择博士生导师，导师根据学生特点和研究方向设计“一生一案”的个性化培养计划，包括专业拓展课、学科方向课和科研实践等；学院实施书院制，搭建学生个性化发展的综合育人平台，促进学生全面发展。
三、资源汇聚，打造“四个一流”培养平台
学院依托学校智慧交通“一流学科”领域、7个国家级“一流本科专业”、智慧高铁系统前沿科学中心和先进轨道交通自主运行全国重点实验室等国家级“一流科研平台”，以及各类国家级人才领衔的“一流师资”，汇聚多方优质资源，打造科教融汇、产教融合的拔尖人才培养高地。
四、国际联合，构建拔尖人才的全球伙伴成长机制
为了推动构建人类命运共同体，对接“一带一路”等国家战略，充分利用学校“111”引智基地、IEEE Students Branch北京交通大学分部和中国教育国际交流协会“交叉学科国际化创新人才联合培养计划”等国际化平台，学院积极扩展高水平国际交流渠道，持续推进与国外高水平学校、研究机构、知名创新企业的联合培养。
邀请国际学术大师参与人才培养的各个环节，建立国际协同创新团队，打造学术共同体、联合指导学生，为学生接触世界科技前沿、融入国际一流学术群体创造条件。
鼓励学生通过联合培养、研修实习、暑期学校、短期考察、参加国际会议等方式，提升国际文化理解能力，拓展国际视野，提高参与国际化竞争的能力。选派优秀学生出国短期学习、参与科研和学术交流。通过选派优秀学生到国外顶尖大学学习一门或多门课程、完成培养计划中的教学环节、获得双方相互认可的学分；选派优秀研究生到国际著名研究机构和创新企业参与科研活动；资助高年级研究生参加学科相关领域的高端学术会议，促进他们了解全球未来技术发展前沿，熟悉国际一流学术研究群体，拓宽国际视野，为前沿科学的学习和探究创造条件。
设立6个月以下短期和6个月以上的长期国外访学专门项目，支持低年级学生到国外参加短期学习交流，支持高年级学生开展国外学术研访和联合培养。学生在校期间至少参加1次国外知名大学、科研院所、国际组织和知名企业的学术交流和实习锻炼。
五、打造书院，推进学生综合素质的全面发展
学院根据不同学科和专业的特点，多途径实施书院制与导师制相结合的人才培养模式。吸取中国传统书院和西方著名书院的精华，建设中国特色的新时代书院-天佑书院。学院从横向（班级与年级）与纵向（专业与学科）配备班主任、辅导员、朋辈导师等育人力量，进驻书院开展教育管理与服务，强化学业辅导、心理健康教育和劳动教育等。天佑书院依托独立宿舍楼，聚集不同学科和文化背景学生，促进师生密切交流，朋辈共同成长；注重全人发展，提供众多第二课堂教育机会，深化三全育人，健全人格品质，与学院的专业课程相辅相成；定期举办“天佑下午茶”、“天佑大师享”和“天佑殿堂论”等活动，邀请国内外知名学者与学生面对面交流。天佑书院将打造成以思想引领为根本的思政工作阵地，以心灵沟通为主线的师生交流家园，以朋辈交往为基础的学习生活社区，以多元发展为导向的全面成长空间。
书院制与导师制相结合，以学生为中心，采用“教学相长”“学学相长”团队式教与学，通过全程、多维的育人模式，使学生形成立体化知识结构，实现专业教育与通识教育结合、专业成才与精神成人并重，加强对学生的精神感召、学术引领和人生指导，让学生通过耳濡目染激发学术兴趣、创新动力和终生学习的意志，促进学生认知素质、情意素质的全面发展和自我实现，成为躯体、心智、情感、心力融为一体的人格健全的人。
