派遣留学生是各国之间进行文化交流的重要方式，这些留学生往往能起到国际文化交流的桥梁和骨干作用。在古代隋唐和宋元明时期，曾有一批批日本学生和僧侣，不畏艰险，劈波斩浪，来华留学。到了近代时期，中日之间留学的方向发生了逆转，20世纪初，出现了大批中国学生涌向日本留学的热潮。
当时一位日本学者青柳笃恒曾生动地描述了这股“留日热”的盛况：“学子互相约齐一声向右转，齐步辞别国内学堂，买舟东去。不远千里，北自天津，南自上海，如潮涌来。每遇赴日便船，必先抢搭，船船满座……总之，分秒必争，务求早日抵达东京。”中国人蜂涌前往日本留学，其中多数是青年学生，也有王公子弟、秀才举人、在职官员，甚至缠足女子、白发老翁亦不甘落后。有的夫妇同往，有的父子、兄弟相随，还有全家、全族留学的情况。留学生或官费送派，或自筹资金，纷纷东渡，络绎不绝。构成了一幅中日文化交流史上盛极一时的留日奇观。
为什么会出现这样一个声势浩大的留日热潮呢？最根本的动力乃是处在严重民族危机之下的中国知识分子要求向日本学习以振兴中华的强烈愿望。尤其是1895年甲午战争中国败于日本以后，广大中国知识分子看到日本经过明治维新，向西方学习，富国强兵，卓有成效。因此，纷纷主张效法日本，救亡图存。亲身到日本留学，直接了解日本改革富强的经验，并吸收经过日本引进消化了的西方文化，自然成了许多中国爱国有志青年的向往之路。
其次，清政府提倡和鼓励赴日留学的政策，对留日热潮的形成，也起了重要的作用。湖广总督张之洞早在1898年就大力倡导留学日本，他说：“出洋一年，胜于读西书五年”，“入外国学堂一年，胜于中国学堂三年”，“至游学之国，西洋不如东洋”。1903年清政府正式颁发了《奖励游学毕业生章程》：“对在日本大、中学毕业者经过考试，也授以进士、举人出身。”1905年清政府决定停止科举考试，出洋留学成了知识分子重要出路。清政府还鼓励官费、自费并举，推动了留日热潮的发展。
第三，日本政府主动吸引中国留学生的政策和日本朝野欢迎中国留学生的态度，也是形成留日热潮的重要原因。日本政府认为吸收中国留学生，既可密切两国感情，又可增加日本外汇收入，更重要的是可以在中国扩张势力，与沙俄争夺远东霸权。当时日本社会各界，尤其是教育界十分重视接受中国留学生的工作，特别开设了一批专门接纳中国留学生的学校，如日华学堂、成城学校、弘文学院、振武学校、东斌学堂、经纬学堂、法政大学法政速成科、早稻田大学清国留学生部、实践女学校附属中国女子留学生师范工艺速成科等。此外，还有一个显而易见的原因，就是留学日本比起留学欧美来，具有地理位置接近、来往交通方便、用费节省、文字习俗相似等等便利条件。
清政府向日本派遣留学生，最早是在1896年，当时驻日公使裕庚出于使馆工作的需要，从国内选拔了唐宝锷等13名学生赴日本留学。1898年戊戌维新期间，清政府下令各省督抚选派学生赴日留学，至1899年各省派赴日本留学的已有一百多人，其中在成城学校学习军事的最多。1903年留日中国学生已达1300余人。1905年至1906年，中国人留学日本达到高潮。由于清政府废除科举制度与日本在日俄战争中获胜等因素，留日学生人数猛增到8000多人，留日热潮达到高峰。以后逐渐出现下降趋势，原因是多方面的，如日本政府颁布了《取缔留学生规制》，对中国留学生制订种种限制和歧视措施，引起留日学生的反感，不少人愤然回国，有的国内学生也因此取消留日计划。1906年清政府又颁布留学规定，限制留日学生的资格，必须具有中学以上学历并学过日语才准许留学，而且停止派遣速成科学生，使留日热开始降温。同时中国的学校教育逐渐普及，还聘请日本教师来华任教，因此一般普通教育不必出国留学。另外，日本教育经费削减而欧美各国特别是美国却开始积极招收中国留学生。因此1908—1909年留日学生降到5000多人，1910年只有4000左右。到1911年武昌起义后，许多关心祖国前途命运的留日学生，都争相回国，投入革命洪流，留日学生人数骤减到只剩一千多人。
19世纪清政府派往欧美的留学生几乎全是学理工和军事的，可是20世纪初的中国留日学生学习的专业非常广泛，从政治、文史、外语、师范、军事到理工、农医、商业以至音乐、美术、体育、应有尽有。而且以学文科的占多数，其中又以学政法和陆军为最热门。另一个特点是学习速成科和普通科(相当于中学性质)较多，真正进入大学本科的不多，能学到大学毕业的就更少了。这反映了当时的时代潮流和社会动荡。留日学生大多急于求成，归国报效，加上自费生比例高流动性大。也有少数纨绔子弟到日本留学只是为了镀镀金、玩玩而已。
中国留日学生从半殖民地半封建的旧中国来到正在进行资本主义建设的日本，一切都感到非常新鲜。许多留日学生一到日本，就跑书店、看报刊、听演讲，广求新知。中国留日学生在日本接触到的各种新知识、新思想，促使他们滋长爱国主义和民主革命思想。使他们受到刺激更深的是由于祖国的贫弱而遭到日本人的歧视和侮辱。有时穿着中国服装留着长辫的留日学生走在街上，竟有日本小孩跟在后面嘲骂。有的留日学生经过马关订约处或是看到东京靖国神社陈列的甲午战争“战利品”，不禁痛哭流涕，愤不欲生。这一切都强烈地刺激着他们的民族感情，激发了爱国热情，也使他们更加不满清政府的腐败卖国。因此，20世纪初的留日学生中形成了一股高涨的爱国热潮。随着国内民族危机和革命形势的发展，加上他们在日本接触到的资产阶级民主革命思想的影响和实际斗争的教育，很多留日学生逐渐从爱国、改良走向革命。他们利用在国外求学的条件，举行各种集会，组织革命团体，出版革命刊物和书籍，日本东京成了20世纪初中国资产阶级革命派的重要基地。孙中山领导的同盟会主要成员和骨干都是留日学生。同盟会在各省的主盟人也主要由留日学生担任。同盟会举行的10多次武装起义，每次都有留日学生参加或担任指挥。20世纪初大批留日学生投身革命，有力地推动了革命形势的发展，为中国资产阶级民主革命事业作出了重大贡献。
中国留日学生在日本，还进行了大量文化交流活动，他们通过创办报刊杂志、编译出版书籍等方式，把来自西方和日本的资产阶级新思想、新文化、新知识，经过自己的消化改造，再向留学生界和国内知识青年广泛传播。由于留日学生人数多、能量大，所办刊物种类多、内容新、形式灵活，对于当时启迪民智、制造革命舆论效果卓著，影响极大。
中国留日学生办刊物始于1900年冬天创刊的《开智録》和《译书汇编》。1903年以后，各省赴日的学生越来越多，纷纷组织本省留学生的同乡会、同学会，创办具有地区性特点的刊物如《湖北学生界》、《浙江潮》、《江苏》、《云南》、《四川》等。1906年以后，留日学生办报刊达到高潮，除了宣传革命的政论性杂志和文学刊物外，还出版了一些专业性刊物，如《音乐小杂志》、《医药学报》等。据不完全统计，20世纪初(1900—1911年)，中国留日学生所办刊物至少有七、八十种之多。这些刊物反映了当时的形势和时代脉搏，表现了留日学生的思想感情，也体现了中日文化思想的交流和融合。
大量翻译日文书籍也是20世纪初中国留日学生对中日文化交流的一大贡献。他们到了日本，学了日文，读到不少日文书，急于把新思想新知识介绍给祖国人民，于是便掀起了翻译日文书的热潮。1900年留日学生金邦平等在东京成立的译书汇编社，是留日学生的第一个翻译团体，他们不仅出版《译书汇编》月刊刊载日本著述的译文，而且从日文翻译出版了日本学者关于政治、经济、历史、法律等方面大量著作，及西方著名学者卢梭、孟德斯鸠等人著作日文版的中文译本。留日学生陆世芬等人还创办了教科书译辑社，译编日本的中学教科书，以供国内各省新式学堂采用。1902年湖南留日学生杨度、黄兴等组织了湖南编译社，发行刊物《游学译编》，同时也翻译出版各种日文著作和中小学教科书及教学参考书。1903年留日学生范迪吉等选译了《普通百科全书》，包括社会科学、自然科学著作100余种。1904年福建留日学生发行的《闽学会丛书》也是以翻译日文书为主。据不完全统计，仅1902—1904年短短三年中，以留日学生为主翻译的日文书就有300多种，占当年中国翻译外文书总数的60%以上。
20世纪初中国留日学生大量翻译日文书籍，不仅介绍了日本和西方的新知识、新文化、新思想，而且推动了中国的文化教育和印刷出版事业的发展。同时还引进了大量日语词汇，丰富了汉语的词汇。其中有日本音译外来语的汉字写法如混凝土、俱乐部等。大量是日本人意译外来语的音读汉字，如出版、原子、哲学、阶级、主义等。还有日本人创造的汉字如腺、瓩等。据不完全统计，现代汉语中从日语引进的词汇至少有800多个。
总之，在20世纪初，从中国赴日本留学的人数先后共计有数万人。其人数之多，规模之大，学习专业之广泛，开展活动之频繁，在世界留学史上也是罕见的。20世纪初的留日热潮不仅有力地促进了中日文化的交流，而且对于近现代中国革命运动和现代化建设都产生了很大的影响。其中还涌现了一大批著名的政治家、军事家、文学家和学者。