深圳清华实验学校于2002年春季开始投入建设，2002年9月1日正式开学。学校由深圳清华大学研究院、北京清华附中、清华附小和深圳航空城（东部）实业有限公司四家作为股东，为国有民办体制，实行走读、寄宿双制管理的十二年一贯制实验学校。
作为清华大学异地创办的唯一一所基础教育学校，深圳清华实验学校秉承水木清华“自强不息，厚德载物”、“行胜于言”的校风校训，是清华大学“艺术教育基地”、“科技教育基地”、“美术学院生源基地”、“体育特长生培养基地”。截至2009年2月，学校在校师生超过7200人，成为珠三角地区乃至全国最大的民办学校之一。
学校实行理事会领导下的校长负责制，校长由清华大学调派，理事会成员主要由清华大学及北京清华附中、清华附小的管理专家、航空城（东部）实业有限公司主要领导组成。目前学校党支部书记、校长周杰，系北京清华附中在任副校长。亦系全国中小学心理健康教育专业委员会理事，中国教育学会中小学整体改革专业委员会常务理事，北京市海淀区青联委员，广东省深圳市宝安区人大代表。曾被评为北京市教育系统德育先进工作者，北京市教育系统师德十佳标兵，深圳市宝安区优秀校长。
学校位于深圳市宝安区桃源居，占地面积18.16万㎡，建筑面积约12.10万㎡。学校依山而建，建筑楼群庄重典雅，环境优美宜人，学校绿化率100%。
在良好的环境下，深圳清华实验学校确立“深圳一流，全国名校”的办学目标，致力培养既有世界眼光又有中国情怀的国家建设者和事业接班人。学校通过“精细化管理”、“个性化教育与服务”，以课堂教学为主阵地，推进素质教育。几年来学校成绩突出，先后获得“全国德育科研先进实验学校”、“全国中小学思想道德建设活动先进单位”、“广东省综合实践活动样本学校”、“深圳市教育系统先进单位”、“深圳市高考工作先进单位”、“宝安区高考工作先进单位”、“宝安区初中教学工作先进单位”等称号。2004年至今，学校已有9人考入清华，1人考入北大。2007年，学校晋升“广东省一级学校”，并成为七所深圳市现代学校制度建设试验校唯一民办学校代表。2008年，学校成为唯一入围“宝安区质量奖”的参评学校。