27 апреля 1701 года Петр Первый издал указ об открытии Школы математических и навигацких наук.

Московская Школа математических и навигацких наук — первое в России и второе в Европе специализированное техническое учебное заведение, в котором готовили инженеров, судостроителей, геодезистов и многих других специалистов высшего и среднего уровня, вплоть до писарей. В Школу принимали юношей от 12 до 20 лет всех сословий, кроме крепостных. Тех, кто нуждался в государственной помощи, брали на полный пансион.

Школа была устроена, как и современная средняя школа из трех ступеней. В начальной школе обучали чтению, письму, основам грамматики и началам арифметики. В средней — арифметике, геометрии, «плоской и сферической тригонометрии». В старших классах преподавались: математическая география, астрономия, черчение, геодезия и навигация. Многие ученики недворянского происхождения ограничивалось первыми двумя ступенями и шли после школы на подсобные работы во флот. Те, кто продолжал учебу в старших классах, проходили обязательную практику на морских кораблях, судостроительных верфях, на прокладке дорог. В первые годы число учеников возрастало. Так в 1701 году в Школу было принято 300 человек, а в 1711 — уже 500.

Одним из главных организаторов и вдохновителей Школы был Леонтий Магницкий — русский математик и знаменитый педагог, автор учебника «Арифметика, сиречь наука числительная...», основного математического пособия в России до середины XVIII века. По этому учебнику учился и М. В. Ломоносов, назвав эту книгу «вратами учености».

С 1701 по 1715 год Школа находилась в Москве в Сухаревой башне, в верхних этажах которой была астрономическая обсерватория. Астрономия входила в обязательный курс старшей школы.

В 1715 году навигаторские классы Школы перевели в Петербург, где на их основе была создана Морская академия. А классы начальной ступени оставались в Москве для подготовки студентов в новую Академию. Классы были закрыты в 1752, после учреждения Морского шляхетного кадетского корпуса.

Среди выпускников Школы математических и навигацких наук — адмиралы Н. Ф. Головин, В. Я. Чичагов, геодезисты И. К. Кирилов, М. С. Гвоздев, И. М. Евреинов, и многие другие выдающиеся деятели Российской империи.