STEM是科學(Science)，技術(Technology)，工程(Engineering)和數學(Mathematics)的首字母縮寫略詞。 STEM教育的定位是培養學生不同的潛能，以應對未來的挑戰。隨著全球急速轉變和資訊泛濫，培養學生的21世紀技能（也稱為共通能力）是他們充份發揮潛能的關鍵。 通過STEM教育，學生能夠鞏固與STEM學科相關的知識和技能，提升他們「通過實際的解決方案和創新設計解決日常生活的問題，綜合運用跨學科知識和技能」的能力（CDC，2015 ，第2頁）。
優秀STEM教育的特點是幫助學生整合不同STEM學科的知識和技能，同時又能連繫到現實生活和/或社區問題。在國際層面，綜合STEM（有時會稱為跨學科STEM或融合STEM）的趨勢越來越明顯，強調綜合及應用兩個或更多STEM學科以解決現實生活問題(Bryan, et al., 2015; Bybee, 2014; English, 2016; Johnson, 2013; Kelley＆Knowles, 2016; Laboy-Rush, 2011; Moore, et al, 2015; Sanders, 2009)。這綜合模式亦體現了概念和學科實踐的連繫，讓學生能夠經歷科學家、工程師或數學家在進行調查或解決現實生活問題時所採用的手法。 這綜合模式正需要自主學習和以學生為中心的學習取向來補充。
我們沒有必要同時追求全部四個STEM學科的整合，而應該強調的是提高學生認識綜合運用知識的重要性，並體會STEM相關學科的實用性。這統整模式能促進學生學習及達至正面的學習成果，這模式是STEM概念框架的核心部份（圖１）。