In Frankfurt am Main befinden sich zwei Universitäten sowie mehrere Fachhochschulen. Die bekannteste und älteste Universität der Stadt ist die 1914 gegründete Johann Wolfgang Goethe-Universität mit ihren vier Standorten Bockenheim, Westend, Riedberg und Uni-Klinik Niederrad. Daneben gibt es die wissenschaftliche Hochschule der Bankakademie HfB - Business School of Finance & Management, die ehemalige Hochschule für Bankwirtschaft mit ihrem Campus im Frankfurter Ostend, seit 2001 ein Studienzentrum der Fachhochschule für Oekonomie & Management (FOM) und seit 2002 die private Fachhochschule Provadis School of International Management and Technology.
Im künstlerischen Bereich verfügt Frankfurt zum einen über die Staatliche Hochschule für bildende Künste (Städelschule), gegründet 1817 von Johann Friedrich Städel, die später in Besitz der Stadt gelangte und 1942 zur staatlichen Kunsthochschule der freien bildenden Künste erhoben wurde. Die andere bekannte Kunsthochschule ist die aus der 1878 gegründeten privaten Stiftung „Dr. Hoch's Konservatorium“ hervorgegangene Hochschule für Musik und Darstellende Kunst.
Die 1971 aus verschiedenen Vorgängereinrichtungen gegründete Fachhochschule Frankfurt am Main bietet Studiengänge mit Schwerpunkt in den angewandten Ingenieurs- und Wirtschaftswissenschaften.
Eine weitere besondere Einrichtung ist die Philosophisch-Theologische Hochschule Sankt Georgen. Die private wissenschaftliche Hochschule in Trägerschaft der Deutschen Provinz der Jesuiten sitzt seit 1950 im Stadtteil Sachsenhausen.
Bis September 2003 gab es auch noch die Bibliotheksschule Frankfurt am Main - Fachhochschule für Bibliothekswesen. Sie war eine Verwaltungsfachhochschule für den gehobenen Dienst in wissenschaftlichen Bibliotheken. Zum 30. September 2003 stellte sie ihren Betrieb ein.
Des weiteren existieren in der Stadt die Max-Planck-Institute für europäische Rechtsgeschichte (MPIER), Biophysik und Hirnforschung. Mit der Universität eng verbunden ist das Frankfurt Institute for Advanced Studies, eine von zahlreichen institutionellen und privaten gesponserte interdisziplinäre Einrichtung zur theoretischen Grundlagenforschung in der Physik, Chemie, Biologie, Neurologie und Informatik.