张鹤龄治学务实，主张废科举，兴学堂。主张对文字改革，强调语言与文字表述上的一致、全国应统一语法等。病逝后，东三省总督徐世昌有“天下言学使皆曰张公”的赞誉。著有《变法经纬功例论》，在该书中，张鹤龄运用物理、生物、化学、社会学等理论与事例来阐述变法的趋势、利害、路径等问题，认为变法是应对晚清困局的唯一办法,且提出诸多主张。
张鹤龄是京师大学堂师范馆的首任总教习，在任期间革新教课课程，编写讲义，亲自上台指教伦理学，同时奉张之洞、张百熙之命，负责制定全国学务章程，参与拟定了《奏定学堂章程》，对中国近现代教育发展产生了很大影响。
