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尽管理工科发达国家在经济、政治、社会文化以及教育传统方面具有多样性，但是它们还是有很多的共性经验可供参考。
美国将STEM领域的发展与变革视为国家战略发展的重要驱动力，在日趋激烈的国际竞争形势下，科学技术人才的培养成为保持美国在全球领导地位的重要支撑。1986年，美国国家科学委员会（National Science Board,NSB）发表的《本科的科学、数学与工程教育》（Undergraduate Science,Mathematics and Engineering Education，又称尼尔报告）成为美国STEM学科集成战略的开端。它首次明确提出“科学、数学、工程和技术”教育的纲领性建议。1996年，美国国家科学基金会（National Science Foundation,NSF）发表了另一份对美国STEM教育现状与问题的调查研究报告——《塑造未来——对大学科学、数学、工程与技术教育的新展望》（Shaping the Future—New Expectations for Undergraduate Education in Science,Mathematics,Engineering, and Technology ）。之后，美国又出台了一系列的政策，如2007年的《美国竞争法》,2013年《联邦STEM教育五年战略计划》等，将STEM教育上升到了国家战略高度，体现了美国强烈的教育危机意识。
英国为了扭转高等理科人才流失的现象，发布了一系列报告并取得了显著效果。英国在2002年出台了加雷思·罗伯茨爵士的《英国科学、技术、工程和数学技能人才培养报告》（简称《罗伯茨报告》），该报告重点关注大学科学与工程技术教育对人才的培养。2005年，英国发布了《大学科技教育发展战略报告》，明确提出对高等理科教育进行全方位的调整和变革，尤其是要采取措施对大学中的物理、化学、数学等学科进行重点扶持。
2007年，英国发布了《科学与创新的评论报告》，激励年轻人从事科学和工程事业。
2010年初，欧盟正式推出一个指引欧洲经济未来10年发展的《欧盟2020战略》，取代到期的“里斯本战略”。“创新联盟计划”是《欧盟2020战略》的九大“旗舰首倡计划”（Flagship Initiatives）之一。它要求加大研究投入并使欧洲成为最有吸引力的新产品开发场所。欧盟各成员国政府承诺积极改革其国家创新系统，尤其是加强工业与大学的合作，确保足够的理工科毕业生供给。
澳大利亚昆士兰州提出了“昆士兰州STEM课程教育10年规划”，南澳大利亚州出台了“STEM发展战略”，提出了一系列行之有效的措施来进一步促进STEM的发展。
在大多数国家采取的混合战略中，提高学生对于理工科的意识占据很重要的位置，其中就包括一些提高学生对于理工学科本质认识的举措。如何通过教育政策和教育项目鼓励学生以积极主动的态度学习数学和科学学科，从而积极主动地选择理工类相关工作和职业，澳大利亚的报告中提到理工科发达国家采用的举措如下。
（1）通过宣传来提高公众对于理工类职业和理工学科本质的理解，并且提醒年轻人理工类学科未来的生活和身份有多种可能性。
（2）重视家人在数学和科学学科学习中以及在树立理工职业意识中的作用。
（3）加强学生与理工科教授的互动，推动理工科教授通过网络等科技手段更好地向学生展示研究成果。
（4）向教师和学生积极宣传从事理工类相关工作的积极榜样。
（5）在课程内容上，一方面增加一些从事理工类相关工作的人物形象；另一方面可以在学科内容中加入一些与学生兴趣相关的情景科学（contextual science）。
（6）鼓励学生、家长以及社会公众参与科学和数学学科相关的活动，如展览。
理工科教育的发展离不开国家的财力支持。加大教育经费的投入，以期改善大学的财政状况，并提升教育投入的质量，培养更多的创新人才，这是未来一段时间理工教育强国STEM教育的发展趋势。
美国联邦政府以立法形式规定了常规经费投入和年度总统财政预算中对特殊项目的灵活增补等内容，不断增加对STEM教育的经费投入。美国“教育促创新”行动计划：在白宫科技政策办公室增设科学、技术、工程和数学教育委员会，加强对STEM教育的领导和支持力度；设立43.5亿美元的“争优基金”；设立4万个教育服务奖学金名额，鼓励STEM领域的毕业生到中小学从事教育工作；增加STEM研究生和本科生数量，提高奖学金数额，2010年对100多个STEM教育计划投资37亿美元；设立5亿美元的联邦教育计划，资助学校开展多种形式的技术教育；加大对教育科学的研究投资力度，研究有效的课程设置和教学方式。
理工科教育最成功的国家都积极地对课程和教学方法做出改革，试图让科学和数学课程以解决问题和调查为基础，以此让课程变得更加具有吸引力，同时强调学生的创造力和批判性思维。相关学校课程、教学、学习以及教育政策都会强调以下几点：第一，构建稳定的学科框架。在理工学科相关的学习和工作中，学科思维与学科素养是创造性解决问题的关键因素。第二，将视觉艺术和行为艺术引进理工教育政策和项目中，以便改进理工科的传统教学课堂，韩国在这方面做得很成功。在韩国，大多数理工科教育项目（项目的名称叫作STEAM）中融入了艺术元素，旨在提高学生的创造力和设计能力，并且这些关注学生的改革项目并没有削弱对理工科教学内容的关注。第三，理工科学生积极参加实践，从而增强思考问题的灵活性、提高解决问题的能力和具备参与工程设计活动的能力。第四，理工科课程评估政策应以问题解决能力、批判性思维和创造力等为评估标准。
各理工发达国家认为，STEM教育退步的主要原因是师资力量短缺。为此，理工科教育强国在教师的薪酬、教育背景、职业培训和发展等方面采取积极的措施。
第一，对理工科教师给予区别薪酬或者薪酬激励，这样做的目的在于吸引并留住数学和科学学科的教师，尤其是那些工作在较为辛苦的学校中（hard-to-staff schools）的教师。一种激励政策是给予理工学科中获得荣誉或者高学历的教师高薪酬奖励；另外一种激励政策是给予在郊区或者偏远地区学校任教的教师提供起薪奖金，如英国的“金色欢迎”计划（Golden Welcome Scheme）。
第二，一些理工教育强国，如芬兰，理工学科教师均是硕士研究生学历，从事教育行业比其他行业的难度都要大，最优秀的教师会被安排到所在学区为贫困家庭学生以及学习困难学生提供有偿教育服务。理工科教师必须具有所教授学科的资质，也只能在相关学科任教而非其他学科。
第三，理工教育强国普遍注重教师的职业发展，完善理工科教师的职业培训机制。在英国，国家科学教育中心为教师和技工提供网络学习机会，STEM职业发展中心支持雇主和教师之间持续的知识交流。在美国，增加中小学数学和科学的教师编制，提升现有STEM教师技能，组建教师院校联盟，分别进行传统型STEM教师培养和混合型STEM教师培养，启动“尊重项目”，打造一流教师队伍。欧盟针对STEM教师有一系列的教师培训计划、创新教学培训计划和教学技术培训等。
很多国家通常都致力于改善理工科领域女性和女生数量较少的情况，制定出力图使性别平衡的公平政策或者策略来改善性别失衡的情况，包括：所有理工学科都设定女性公平参与的目标；为女性理工科学生和研究人员设立助学金和学术奖金，资助她们完成学业并开展独立研究；通过带薪生育、带薪产假、灵活的工作时间、儿童保健物资以及家庭流动性支持等来促进女性从事理工类相关职业。
美国、加拿大、新西兰等国家考虑到本土原住民和本土文化的特殊性，为了促进其对理工科的参与度，特别针对原住民等社会弱势群体制定了各种激励政策。第一，设立进入大学学习的奖学金，如《2010年美国竞争再授权法》的第525条提出“应继续支持对‘原住民部落’高校的支持，提高本科STEM教育就读率和毕业率，为本科生提供更多津贴等”
。第二，设立项目和开展活动来促进本土学生参与理工科学习和研究，支持本土文化背景的学生积极参与科学实践。第三，在理工学科的教学和课程中，尊重和认可本土文化，让本土文化中有资历的人（elders）积极参与课程设计，推广已被证明有效果的教育项目、教育实践。第四，吸引和维持本土学生从事理工类职业，包括：设置学校和职业教育、教育和工作之间的过渡课程；与工厂建立合作，特别是需要理工类教育和培训背景的本土企业，鼓励本土学生和毕业生进入工厂工作；设置专家协会、导师以及职业咨询的高等教育机构组织。
很多理工科强国对小学数学和科学学科教育质量非常重视，认为理工学科能力基础应该在学生童年早期和小学阶段就开始培养，担忧目前小学阶段提供的教育不充足。如美国2010年颁布的《准备与激励：为了美国未来的K-12科学、计算、工程和数学教育》就专门制定了针对K-12（中小学）阶段的STEM教育政策。其他国家也纷纷采取了一系列举措。
第一，加强大学理工科教师或专家与中小学的合作。如英国，鼓励数学专家在中小学校里承担一定职责，监督学校教师提高数学教学技能，丰富教师相关的学习资源。
第二，中学与大学合作为学生提供STEM相关的大学课程和校外实习实践。很多理工科教育强国都将高中教育课程水平与大学入门级别相衔接。华盛顿学区为高中生提供数字化的、相当于大学水平的STEM课程。
第三，理工科教育强国对于课程设置都非常严格，例如，要求学生直到11年级都要接受数学教育，直到中学教育的最后2年都要进行严格的理工科和非理工科的分开教育。
理工科专业背景不仅仅局限于满足理工类职业要求，同时也能满足其他经济类职业要求。考虑到理工科能力在其他岗位的可迁移性，理工类人才可就业的领域还是相当广泛的。很多理工教育强国开始意识到建立理工科毕业生数据库的必要性。第一，需要摸清楚劳动力市场需要理工科背景的专业性工作有哪些；从事专业以外但属于理工科领域内的工作有哪些；从事不特别要求理工科背景的工作，但工作或许需要运用到理工科通用技能和知识的工作有哪些。第二，收集理工科毕业生相关的数据，比较理工科毕业生和非理工科毕业生在劳动力市场的情况，理工科毕业生的灵活性以及雇佣者对于理工科背景毕业生的录用情况。
此外，高等教育机构、理工类教授以及技术人员需考虑采用何种方式和手段可以加强理工类学位在劳动力市场的通用性，以此促进理工类专业学生可以从事专业以外的职业，如商务和政府类工作。
纵观诺贝尔奖的百年评选历程，有41.02%的获奖者属于交叉学科，尤其在20世纪最后25年。在95项自然科学奖中，交叉学科领域有45项，占获奖总数的47.40%。
学科交叉在科技创新中具有独特的优势，是培养拔尖创新人才的有效途径。
理工教育强国都非常重视理工结合、学科交叉，并做了很多有益的探索。第一，建立国家层面的整合机构，促进理科与其他学科的融合，如成立国家级理工科机构。如欧盟的SPICE （Science Pedagogy Innovation Centrefor Europe），丹麦科学、技术和卫生中心。第二，高校进行学科交叉的教学改革。如大阪大学在日本首创了介于理学部和工学部之间的基础工学部；
清华大学的跨学科教学，提倡理科系学生选修工科系的课程，工科系学生选修理科课程。
第三，为学科交叉提供各项经费资助和研究平台。如哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学等世界知名高校都十分重视推动多学科交叉融合，设立跨学科研究基金、发布跨学科研究计划、建立跨学科研究平台。
在STEM教育发展的全球化浪潮中，多方社会资源的调动，尤其是社会组织的参与，在推进STEM教育中的作用愈加明显。社会组织对STEM科学教育发展提供支持的方式有以下四种：第一，提供直接的支持，如财政支持、立法决策咨询等。美国STEM教育联盟的主要职责在于游说政府起草和完善STEM科学教育相关的立法工作。
第二，加强学校与企业的合作。英国注重企业支持，两千多家不同规模的企业与STEM学校合作，鼓励员工成为STEM大使和学校理事并赞助STEM俱乐部，为教师和青少年提供工作实习的机会。
第三，创建STEM相关的模拟实验室或者提供STEM学科设备。如建立科学技术博物馆，让学生在真实的实验环境中体验科学的魅力，培养学生对STEM的学科兴趣。第四，通过一些实习、竞赛、会议、培训、校内外项目、研究等多种方式增加学生的STEM兴趣和参与度。