מדרשת פיינברג היא הזרוע האקדמית של מכון ויצמן למדע ורשומה כמוסד מוכר להשכלה גבוהה בישראל ובארה"ב כאחד. מדרשת פיינברג מכשירה את תלמידי-המחקר שלומדים בה לתפקידים בכירים באקדמיה, במחקר מדעי ורפואי, בתעשייה, בחינוך ובמערכות הממשל. תוכנית הלימודים מבוססת על מעורבות ישירה של התלמידים במחקרים המבוצעים במכון, ומציבה אתגר של ממש בפניהם.
הלימודים במדרשה מתקיימים באנגלית והינם לתארים מתקדמים (תואר שני ושלישי) בתחומי הפיסיקה, כימיה, מדעי החיים, מתמטיקה ומדעי המחשב וכן הוראת המדעים.
המנחים והמרצים הם ברובם חברי הסגל המדעי של מכון ויצמן. הקבלה ללימודים הינה על בסיס מצוינות אקדמית ויושרה בלבד, ללא הבדלי דת, לאום גזע ומין.
כל הסטודנטים במדרשת פיינברג מקבלים מילגות לכיסוי שכר הלימוד וכן מילגות קיום המאפשרות להם להשקיע את מלוא זמנם בלימודים ובמחקר.