हालांकि वह कहती हैं कि उनका परिवार धार्मिक नहीं था, लेकिन फिर भी पोर्टमैन ने न्यूयॉर्क के ग्लेन कोव के सोलोमन शेच्टर डे स्कूल नामक एक यहूदी प्रारंभिक स्कूल में प्रवेश लिया। उन्होंने सियोसेट हाई स्कूल नामक एक पब्लिक हाई स्कूल से स्नातक किया। पोर्टमैन "स्टार वॉर्स: एपिसोड I" के प्रीमियर में शामिल नहीं हुई ताकि वह हाई स्कूल की अंतिम परीक्षाओं के लिए अध्ययन कर सके। 

जून 2003 में, पोर्टमैन ने मनोविज्ञान में स्नातक की डिग्री के साथ हार्वर्ड कॉलेज से स्नातक की उपाधि प्राप्त की। हार्वर्ड में, पोर्टमैन एक मनोविज्ञान प्रयोगशाला में एलन डर्शोविट्ज़ (वे उन्हें "द केस फ़ॉर इज़रायल" में धन्यवाद देते हैं) की शोध सहायिका थी। जिस समय वह हार्वर्ड में अध्ययन कर रही थीं, उस समय वह लोवेल हाउस की एक निवासी थी और उन्होंने एक इज़रायल-विरोधी निबंध के जवाब में "हार्वर्ड क्रिमसन" को एक पत्र लिखा था।

पोर्टमैन ने 2004 के वसंत में जेरुसलम के हिब्रू विश्वविद्यालय में स्नातक पाठ्यक्रम लिया। मार्च 2006 में कोलंबिया विश्वविद्यालय के आतंकवाद और आतंकवाद प्रतिरोध से संबंधित एक पाठ्यक्रम में एक अतिथि व्याख्याता के रूप में प्रस्तुत हुई जहां उन्होंने अपने फ़िल्म"V फ़ॉर वेंडेटा" के बारे में बात की। 

हिब्रू और अंग्रेज़ी में द्विभाषी होने के अलावा पोर्टमैन ने फ्रेंच, जापानी, जर्मन, और अरबी का अध्ययन किया है।

एक छात्रा के रूप में, पोर्टमैन ने दो शोध पत्रों का सह-लेखन किया जिन्हें पेशेवर वैज्ञानिक पत्रिकाओं में प्रकाशित किया गया था। उनके 1998 के हाई स्कूल पेपर, "चीनी से हाइड्रोजन के एन्ज़ाइमेटिक उत्पादन के प्रदर्शन की एक सरल विधि," (A Simple Method To Demonstrate the Enzymatic Production of Hydrogen from Sugar) को इंटेल साइंस टैलेंट सर्च में शामिल किया गया। 2002 में, हार्वर्ड में मनोविज्ञान के अपने अध्ययन के दौरान उन्होंने "फ्रंटल लोब एक्टिवेशन ड्यूरिंग ऑब्जेक्ट पर्मानेंस" नामक मेमोरी के एक अध्ययन में योगदान दिया। 

निजी जिन्दगी
1995-1999
कॅरियर
शिक्षा