ידע מדעי כללי הוא כיום כלי חשוב וחיוני שבלעדיו אי אפשר להשתלב ולפעול בהצלחה בחברה המודרנית. המחלקה להוראת המדעים של מכון ויצמן למדע פועלת במטרה להעלות את רמת החינוך המדעי בחטיבות-הביניים ובחטיבות העליונות של מערכת החינוך בישראל. במסגרת זו מתוכננות תוכניות לימוד חדשות, מתבצעים ניסויים בשיטות הוראה עתידיות, וכן נכתבים ספרי-לימוד (בעברית ובערבית), מפותחים משחקים ולומדות מחשב, ומבוצעות תוכניות מיוחדות להכשרת מורים.
תוכניות לימודים בתחום המתמטיקה שפותחו במחלקה להוראת המדעים תורגמו והותאמו לשימוש באנגליה והן מהוות כיום את חוד החנית בהוראת המתמטיקה במדינה זו.
מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע, מפעיל תוכניות רבות המכוונות לתלמידים, למורים ולציבור הרחב, במטרה לחלוק עם הציבור את החווייה המדעית, ולהקנות כלים להבנה של התפתחויות מדעיות וטכנולוגיות. כלים אלה חיוניים ליכולתם של אזרחים להשתלב בחברה המודרנית הרוויה מרכיבים מדעיים וטכנולוגיים. מכון דוידסון גם בוחן דרכים חדשניות לקידום החינוך המדעי תוך שימוש בטכנולוגיות מתקדמות. במקביל הוא מפעיל גם מסגרות מיוחדות לפיתוח מקצועי מתמיד של מורי המדעים.
תוכנית החונכות פר"ח, המנוהלת כיום מתוך מכון דוידסון לחינוך מדעי, נולדה במכון ויצמן למדע בשנת 1973. במסגרתה חונכים סטודנטים מכל האוניברסיטאות בישראל תלמידים משכבות חברתיות טעונות טיפוח, הזקוקים לעידוד ולהדרכה צמודה בלימודיהם.
כ-33,000 בני נוער משתתפים מדי שנה בפעילויותיה השונות של היחידה לציבור הרחב של מכון דוידסון (שוה"ם). היחידה מפעילה מגוון רחב של פעילויות לילדים, לנוער ולצעירים ברוחם.
ה"מדענוע" - ניידת שפותחה במכון ויצמן למדע, מבקרת בבתי-ספר ובמתנ"סים בערי השדה של ישראל, וחושפת את בני הנוער המקומיים לצד המשעשע והמהנה שבלימוד עקרונות מדעיים.
גן המדע על-שם קלור הפועל במסגרת מכון דוידסון הוא מוזיאון מדע ייחודי הפועל תחת כיפת השמים. בגן ממוקמים כ-100 מתקנים ומוצגים שונים שמאפשרים למבקרים במקום ללמוד תוך כדי משחק והתנסות בגוף ראשון, על עקרונות מדעיים ותופעות טבע.
גן המדע עומד במרכזו של פסטיבל המדע השנתי של מכון ויצמן, שהוא חגיגה חווייתית ותוססת של מדע וטכנולוגיה, המורכבת מתצוגות, תחרויות, מופעים, סדנאות, תצפיות, סיורים, הרצאות והדגמות המיועדות לילדים ובני נוער, ולקהל של מבינים, מתעניינים וסקרנים מכל הגילים. אלפי מבקרים משתתפים בפסטיבל מדי שנה.
המכון משקיע מאמץ רב בהבאת מידע מדעי לידיעת הציבור הרחב. אחד האמצעים המרכזיים בפעילות זו הוא אתר האינטרנט "מסע הקסם המדעי", המביא חדשות ממעבדותיהם של החוקרים במכון ויצמן למדע, בשפה ידידותית השווה לכל נפש, וכן כתבי עת מדעיים פופולריים וסרטים המתארים חידושים מדעיים.
המכון משקיע מאמץ רב בהבאת מידע מדעי לידיעת הציבור הרחב. אחד האמצעים המרכזיים בפעילות זו הוא אתר האינטרנט "מסע הקסם המדעי", המביא חדשות ממעבדותיהם של החוקרים במכון ויצמן למדע, בשפה ידידותית השווה לכל נפש, וכן כתבי עת מדעיים פופולריים וסרטים המתארים חידושים מדעיים.