STEM είναι το πρόγραμμα σπουδών που βασίζεται στην ιδέα της εκπαίδευσης των μαθητών-φοιτητών ταυτόχρονα και συνδυαστικά σε τέσσερις συγκεκριμένους τομείς, την επιστήμη, την τεχνολογία, τη μηχανολογία (μηχανική) και τα μαθηματικά, σε ένα δια-επιστημονικό επίπεδο και εφαρμόζεται με συγκεκριμένη μέθοδο προσέγγισης.

Η Εκπαίδευση STEM, στον πυρήνα της, σημαίνει απλώς την εκπαίδευση μαθητών, φοιτητών σε τέσσερις ειδικούς κλάδους συνδυασμένα: Science-Technology-Engineer-Mathematics (Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική,Μαθηματικά).
Αντί να εκπαιδεύουμε τους μαθητές, σε οποιονδήποτε και ξεχωριστά, από αυτούς τους τομείς, το STEM συνδυάζει και τους τέσσερις σε μία διεπιστημονική και εφαρμοσμένη προσέγγιση. Η μεθοδολογία αυτή εξοπλίζει καλύτερα τους μαθητές, ώστε να έχουν μια εξαιρετική επαγγελματική καριέρα και να εξετάζουν τις εφαρμογές του πραγματικού κόσμου με άλλη θεώρηση.

Παραδεκτό είναι ότι υπάρχει STEM ακόμη και αν ένας κλάδος, από αυτούς απουσιάζει, σε πολύ μικρές ηλικίες.
Όμως όταν συνυπάρχουν και οι τέσσερις, τότε προκύπτει ολοκληρωμένο STEM. 
Αν όμως έχουμε δυσκολία να ενσωματώσουμε τον τέταρτο κλάδο (τομέα) τότε έχουμε εν μέρει STEM.
Δηλαδή, περιλαμβάνει τρεις κλάδους από τους: Επιστήμη (S), Τεχνολογία (T), Μηχανική (Ε), Μαθηματικά (Μ).

Το STEAM είναι μια λύση στο σημαντικό μειονέκτημα του STEM. Είναι μια εκπαιδευτική προσέγγιση που ενσωματώνει την Επιστήμη, την Τεχνολογία, τη Μηχανική, τις Τέχνες και τα Μαθηματικά. Χρησιμοποιεί βασικές αρχές STEM και τις ενσωματώνει μέσα και μέσω των τεχνών. Επιπλέον, ενσωματώνει τη δημιουργική σκέψη και τις εφαρμοσμένες τέχνες σε πραγματικές καταστάσεις.
Επιπλέον, ορισμένοι πιστεύουν ότι η προσθήκη τεχνών στο STEM δεν είναι πολύ χρήσιμη, καθώς ο κύριος στόχος του STEM είναι να ενθαρρύνει τους μαθητές να ακολουθήσουν τριτοβάθμια εκπαίδευση και σταδιοδρομία στους τομείς της επιστήμης, των μαθηματικών, της τεχνολογίας και της μηχανικής. Ωστόσο, οι τέχνες δεν αφορούν μόνο τη ζωγραφική ή την εργασία σε ένα στούντιο, αλλά αφορά την ανακάλυψη και τη δημιουργία νέων τρόπων επίλυσης προβλημάτων. Επιπλέον, ο Georgette Yakman, ιδρυτής της πρωτοβουλίας STEAM, περιγράφει το STEAM ως «Επιστήμη και Τεχνολογία, που ερμηνεύεται μέσω της Μηχανικής και των Τεχνών, όλα βασισμένα σε στοιχεία των Μαθηματικών».