1959年1月10日に日本初、世界でも類を見ない教育放送を専門に扱ったテレビ放送局として、東京と大阪で開局。東京は1ch（当時総合テレビジョンは、3chだった）で開局、同年4月に総合テレビとチャンネルが入れ替わり現在の3chに変更。大阪はそれまでアメリカ軍のレーダー用に割り当てられた12chが使用された。
開始当初は現在のような全日放送ではなく、日中の数時間をテストパターンによる中断に充てていた。1964年度より「幼稚園・保育所の時間」の枠内で放送されている4番組からカラー放送が開始されている。なお、番組の全面カラー化は1977年10月からで、総合テレビや在京民放より相当遅いカラー化であった。
またオイルショックの影響を受けて1974年1月16日から日中（14:30?17:30のうち1?3時間）を休止に充てるとともに、深夜も23:00で打ち切られた。なお、4月には23:30まで、9月には日中の放送休止時間帯、1975年4月には24:00までの放送を再開している（総合テレビでは24:00までの放送再開は1984年から）。
1999年4月より深夜放送を拡大し2:00まで、2000年には24時間放送（5:00基点。原則第2、4、5週の日曜深夜=月曜未明を除く）を開始。ただ当時は、第2、4、5週の日曜の翌日が祝日や振替休日になる場合は、放送休止の編成に対する批判の声が多かった。
しかし、一連の不祥事による受信料収入の減少の影響で、経営再建と経費削減を行う観点から、2006年4月2日?3日にかけての深夜の放送を以って24時間放送を中止し、原則深夜から5:00まではメンテナンスタイム（放送休止枠）に充てることになった（衛星ハイビジョンも同様）。NHKで24時間放送を行ってきた放送チャンネルでそれを中止するのは教育テレビと、衛星ハイビジョンが初めてのことである。休止時間については後述する。
2008年7月24日よりアナログ放送について、2011年7月24日までにアナログの放送終了予定である事とデジタル放送への円滑な移行を促進するため画面右上にウォーターマークで「アナログ」の字幕を出す。（NHK Eの字幕はなし）
高校野球の「伝説の試合」として語り継がれている、第61回全国高等学校野球選手権大会の「箕島対星稜」の中継（放送日時：1979年8月16日18:00から）で、29.4%（ビデオリサーチ調べ）。この数字は、25年以上経った今でも破られていない。
詳細はNHK教育テレビ番組一覧を参照
幼児から少年少女にむけた番組や生涯学習番組、福祉情報番組を中心に構成されている。よく再放送（例：2週間の内1週目は新作、2週目は再放送）があるのも特徴。ゴールデンタイムでも定時再放送される番組もある。
番組内容
教育放送
学校放送（午前）
NHK高校講座（午後や深夜）
各国語学講座（早朝、深夜など）
幼児乳児・小学校低学年向け
あつまれ!わんパーク（平日朝・夕方）
小学生?高校生向け
少年少女ゾーン（平日夕方）
アニメ番組（平日・土曜夕方および、デジタル教育3は毎週火曜深夜）
くらし・実用
きょうの料理
今夜もあなたのパートナー（平日昼・夜）
趣味悠々
知るを楽しむ朝5時代に再放送。総合放送でも「知るを楽しむ選」として再放送。
自転車の国の王子様女性向け。
福祉・健康
福祉ネットワーク
きらっといきる
ETVワイド ともに生きる
ハートをつなごう
きょうの健康
このほか、芸術分野や囲碁・将棋・俳句・短歌の講座番組、科学番組、デジタル放送ではミニ紀行番組などを放送。報道に関するニュース番組がない。が、聴覚障害者に向けた「NHK手話ニュース」を放送している。
教育やくらしといった真面目な番組を中心とする一方で、90年代以降、「ハッチポッチステーション」、「ストレッチマン」、「ピタゴラスイッチ」のようなシュールな番組を制作する事でも有名であり、現在の「おかあさんといっしょ」や学校放送、健康番組なども、美形の出演者を揃えたり、お笑い芸人を出演させたりと、内容を時代の波長にわずかながら合わせている箇所もある。普段中々テレビでは姿を見せないアニメの声優などが顔出しで仕事をしていることもある。そのためか一部に教育テレビの熱狂的ファン層が存在する。
なお、毎年12月31日から1月3日は通常の番組編成を深夜の一部を除いてほぼ全て休止し、年末年始特別番組編成を行っている。ちなみに毎年12月31日は8:00頃から18:00まで、NHKで放送されているアニメ番組の特別番組を放送するのが恒例であったが、ポケモンショックが起きた翌年の1998年より長時間の編成はされなくなった。「アニメを見る時は小休止をとりましょう」という事が盛んに言われた事が関係していると思われるが2004年以降の年末年始の午前中にはメジャーの数話連続放送がされるようになった。