清王朝向外国派出的最早的官派留学生（不仅仅是第一批，后续的的几批也是这样），就是近代史上著名的“留美幼童”，之所以选择派“幼童”出洋，这一项目的提议者容闳，以及推动者曾国藩、李鸿章，有过明确的解释，这些当事人的话是最权威的回答。

“留美幼童”计划，由美国耶鲁大学毕业的传奇人物容闳首创，太平天国战争期间，容闳学成回国，试图报效祖国，几经周折后，受到两江总督曾国藩的信任，从帮助曾国藩购买外国机器设备开始，到逐渐推出自己怀藏的教育计划，即后来的“留美幼童”计划。

计划中，容闳设想，招募12至14岁的年轻人，留学15年时间。而这实际上和容闳本人的学习西学的经历非常相似，容闳是13岁进入香港马礼逊学校读书，后来赴美国，至26岁在耶鲁毕业，自己的亲身经验，对他指定留学计划的细节意义重大。

在容闳看来，当时中国没有任何西式教育基础，年轻人要真正求得西方科技知识，必须从最基础的小学开始。因而15年的计划，是从小学、中学到大学的全程留学。考虑到留学生学成回国还要为祖国服务，因而，必须是年龄较小的孩子，以便把最好的光阴年华为国家服务。

1870年，李鸿章上奏清廷，正式汇报留美幼童计划。其中也进一步强调了这种长时间、全程留学的必要性，“中国欲取其长，一旦遽图尽购其器，不惟力有不逮，且此种奥窍，苟非遍览久习，则本源无由洞彻，而曲折无以自明”“在外国肄习十五年后，按年分起挨次回华，计回华之日，各幼童不过三十岁上下，年力方强，正可及时报效”。

洋务运动初期出现的“留美幼童”计划，可谓是极具想象力，极为大胆的尝试。在曾国藩、李鸿章、丁日昌等的推动下，留美幼童分批出洋，分散居住在美国家庭，在美国的学校学习，即从生活方式、教育全部浸入西方式。根据计划，当这些学生高中毕业后，将分别进入各大学，学习工业、军事、文化教育等不同专业，学成后返回祖国，将如星星之火，对中国社会的方方面面进行改造。不过异常可惜的是，就在留美幼童计划进入到大学阶段时，因为保守派的掣肘抨击，被迫中止。

当留美幼童被撤回国内时，处境十分尴尬。这些已经20多岁的年轻人，没有任何中国科举功名，而且一身的洋做派和社会格格不入，为社会所难容。关键时刻，李鸿章等将留美幼童尽收入海军，其中包括詹天佑等在内的一部分安排到船政和船政水师，其中一些在1884年马江之战时成为烈士，另外一些安排到天津水师学堂学习海军课程，后来主分配到北洋海军舰队。