Несомненна заслуга Марии Федоровны в организации в России системы профессионального образования. Именно она первая создала в стране ряд среднеспециальных учебных заведений, где первоначально получали образование только питомцы Воспитательных домов. Так, в 1816 г. в Павловске на средства императрицы было открыто Особое училище садоводства. В него принимались юноши, владеющие латынью и немецким языком и имеющие приличные знания по географии. Курс был рассчитан, в зависимости от уровня подготовки обучающегося, на три и четыре года. Обучение велось на немецком языке под руководством садового мастера из немцев.

С той же целью императрица учредила особый фабричный городок под Петербургом, где питомцы обучались работать на промышленном предприятии – на приобретенной императорской четой Александровской мануфактуре. Она просуществовала до 1860 г. и была закрыта как нерентабельная из-за хронического переизбытка рабочих рук. Не только воспитанники, но и их дети были закрепощены за Мануфактурой и, начиная с одиннадцати лет, не имели права отлучаться от нее на другие работы.

Питомцы, хорошо владеющие русской грамотой и достигшие успехов в каллиграфии, получили возможность совершенствовать свои умения в созданной императрицей Школе канцелярских служащих. Здесь выпускников Дома готовили для работы в различных государственных и частных канцеляриях.

Благодаря деятельности Марии Федоровны в России началось интенсивное развитие акушерства. Характерной особенностью развития медицины в указанный период было то, что лечебные заведения развивались, в первую очередь, как клинические базы для подготовки медперсонала из числа питомцев подведомственных царской семье благотворительных заведений.

В 1797 г. Мария Федоровна учредила в Санкт-Петербурге за свой счет Повивальный институт для 20 замужних бедных родильниц и 22 обучающихся воспитанниц Воспитательного дома. Аналогичное заведение на средства П. А. Демидова было открыто ею в Москве первоначально для 10 питомиц Московского воспитательного дома. Впоследствии при Повивальных институтах были учреждены акушерские фельдшерские школы, в которых готовили профессиональных повивальных бабок, большей частью из числа воспитанниц Дома.

В 18 сентября 1797 г. императрица учредила на собственные средства военно-сиротское училище (позднее, с 1800 г., – Мариинский институт). Оно было создано исключительно для детей беднейших родителей. Причем в училище отсутствовало сословное деление, ревностно проводившееся в других учебных заведениях. В числе поступавших наибольший процент составляли дочери мелких чиновников, ремесленников, солдат и придворных служителей.

Императрица заботилась о судьбе выпускников своих заведений. Именно поэтому если сирота сразу по окончании обучения выходила замуж, то ей выдавалось приданое в размере 100 рублей, что делало ее привлекательной невестой.

В Мариинских институтах применялся метод дифференцированного обучения воспитанников в зависимости от их способностей. Способные девочки воспитывались в учебных классах и обучались катехизису, чтению и письму на 3-х языках (русском, французском, немецком), арифметике, рисованию, тонким женским рукоделиям, вышивке золотом, шелками, плетению кружев.

Неспособные воспитанницы определялись в хозяйственный класс, где обучались приготовлению еды, созданию и сохранению припасов, времени выгодных закупок и низких цен, засолке, сушке, а также другим хозяйственным навыкам – шитью, стирке, глаженью, выбору материи, умению вести счет всему, то есть были первоклассными экономками. Им и книги для чтения рекомендовалось давать соответствующие. Впоследствии этот принцип был применен и в других образовательных и воспитательных заведениях для низшего класса и людей с ограниченными возможностями.