Tiflis ist Georgiens wissenschaftliches Zentrum. Die Staatliche Universität Tiflis wurde 1918 gegründet. Heute studieren dort 35.000 Studenten an 22 Fakultäten. Die Universitätsbibliothek umfasst rund 3,6 Mio. Bücher und Periodika.
Die Georgische Akademie der Wissenschaften hat zehn wissenschaftliche Abteilungen und 63 Forschungsinstitute. Sie betreibt Grundlagenforschung und koordiniert die Forschung in Georgien
Daneben beherbergt Tiflis die Georgische Technische Universität, die Staatliche Pädagogische Universität, die Staatliche Medizinische Universität und die Staatliche Universität für Sprache und Kultur. Außerdem gibt es die private Georgische Universität für Sozialwissenschaften und die private Grigol-Robakidse-Universität. In der Hauptstadt sind mehr als 20.000 Menschen in Forschungseinrichtungen beschäftigt.