او برای تحصیلات ابتدایی و دبیرستان، به مدارس انصاریه، دارالفنون و البرز رفت و در این دوران همواره دانش آموز ممتاز در هر دوره بود. ویژگیهای برجسته علمی او باعث شد تا استعدادش برای دیگران نیز نمایان شود و یکی دو سال بعد از ورود به دانشگاه در رشته فیزیک پلاسما، به آمریکا بورسیه شود.
امیر سرتیپ «غلامحسین دربندی» رئیس کمیته راویان نور کشور و یکی از شاگردان شهید چمران در سالهای نخست پیروزی انقلاب، در این زمینه به میزان میگوید: «شهید چمران علاوه برآنکه شخصیتی متین و آرام داشت، دارای رتبههای ممتاز علمی فراوانی بود. دانش نظامی او همچون دانش علمیاش، بر پایه ایمان و اعتقاد راسخ او به خدا قرار داشت. شهید چمران جزو اولین کسانی بود که در دهه ۳۰ رشته فیزیک پلاسما که امروز به نام هستهای معروف است را برگزید و علیرغم تمام سختیها و مشکلات به تحصیل در آن رشته پرداخت. شهید چمران بورسیه دانشگاه برکلی آمریکا که یکی از مهمترین و بزرگترین دانشگاههای آمریکاست را دریافت کرد و در آنجا با نمراتی بسیار خوب فارغ التحصیل شد. شهید چمران با شروع به کار خود در ناسا (سازمان فضایی آمریکا) دارای امکانات، رفاه و موقعیت ایدهآلی شد.»
