Politeknik Negeri Madiun merupakan salah satu politeknik yang menyelenggarakan pendidikan vokasi dalam sejumlah bidang pengetahuan khusus. Proses pembelajaran di bidang hard skill dicapai melalui penerapan konsep learning by doing berisikan materi teori 50% dan praktik 50% yang disampaikan melalui Kurikulum Berbasis Kompetensi 5+1 untuk Program Diploma III dan 7+1 untuk Program Diploma IV.

Guna menjamin tercapainya tujuan pembelajaran, diterapkan ukuran kelas kecil dengan jumlah maksimal 30 mahasiswa perkelas. Penekanan di bidang soft skill diarahkan untuk mencapai karakter kejujuran, kepemimpinan, kedisiplinan, kerjasama tim, dan kecerdasan dalam bekerja (works smart). Karakter tersebut selalu dikembangkan, karena telah teruji berhasil mengatasi tantangan pada masa lampau, handal dalam menghadapi tantangan masa kini, dan diyakini akan mampu melampaui tantangan pada masa datang.