او به تحصيل دانش، علاقه زيادي داشت و از دوران جواني در علوم رياضي و نجوم و حكمت سرآمد شد و از دانشمندان معروف زمان خود گرديد. خواجه نصيرالدين طوسي ستاره درخشاني بود كه در افق تاريك مغول درخشيد و در هر شهري پا گذارد آنجا را به نور حكمت و دانش و اخلاق روشن ساخته و در آن دوره تاريك و در آن عصري كه شمشير تاتار و مغول خاندانهاي كوچك و يا بزرگ را از هم پاشيده و جهاني از حملات مغولها به وحشت فرو رفته و همه در گوشه و كنار منزوي و يا فراري   مي شدند و بازار كسادي دانش و جوانمردي و مروت مي بود و فساد حكمفرما. وجود و بروز چنين دانشمندي مايه اعجاب و اعجاز است.  خواجه نصيرالدين طوسي را دسته اي از دانشوران خاتم فلاسفه و گروهي او را عقل حادي عشر نام نهاده اند. بهرحال خواجه نصيرالدين دوره تحصيل ابتدايي را قسمتي نزد دائي خود بابا افضل ايوبي كاشاني و فخرالدين داماد كه او شاگرد صدرالدين سرخسي و او شاگرد افضل الدين جيلاني و او شاگرد ابوالعباس ريوگيري و او شاگرد بهمن يار از شاگردان شيخ الرئيس ابوعلي سينا تحصيل كرده است.