Долгое время шли споры: в каком возрасте следует приступать к учению? Одни говорили, что с двадцати или даже с тридцати лет. Это были приверженцы старой школы хадисов, еще не утратившей своего значения. Считалось, что именно к этому возрасту человек созревает для восприятия живого слова Аллаха. Другие рекомендовали обращаться к учебе уже с пятилетнего возраста. «Братья чистоты», любившие логическую ясность и стройность во всем, не обошли стороной и этот вопрос. Они говорили, что к обучению надо приступать с десяти-двенадцатилетнего возраста.
— У саранчи пять способностей, но ни одного таланта, — говорил Наср ад-Дин своим питомцам. — Она бежит, но небыстро; летает, но невысоко; ползает, но только по земле; плавает, но недолго; копает, но неглубоко. В каждом из вас тоже заложены способности. Сколько их? Пока я не знаю. И моя задача — хотя бы одну из них довести до совершенства. Подобно слепым щенкам тыкались бы мы во все углы в поисках ответа на вопрос: что собой представляем и на что годны, не будь у нас в руках книг «Братьев чистоты», которые определили пути поиска Аллаха. Так возьмем в руки весла разума и доверимся лодке мудрости.
Пятьдесят один трактат энциклопедии «Братьев чистоты» распадается на четыре раздела: I — пропедевтика и логика (трактаты 1—13); II — естественные науки и учение о человеке (14–30); III — учение о мировой душе (31–40); IV — богословские науки (41–51). По принятой в этой энциклопедии греческой системе учащегося сначала подготавливали к логическому мышлению путем освоения пропедевтических, в данном случае математических, наук и знакомили сначала с арифметикой (изучались простейшие свойства чисел, натуральных и дробных, и действия над ними), потом переходили к геометрии по Евклиду. Возможно, на этом этапе Омар впервые встретился с пятым постулатом Евклида, который заинтересовал его настолько, что впоследствии ему будет посвящен целый научный трактат Хайяма-математика.
Дальше в программе обучения шли астрономия и география, которые в основном опирались на «Алмагесту» и «Географик» Птолемея. В «Алмагесте» указано положение и яркость 1028 звезд, детально разработана геоцентрическая модель мира. Затем учащиеся знакомились с теорией музыки и учением о математических отношениях.
Следующий этап обучения заключал в себе философию. «Наука наук», как говорили о ней, излагалась таким образом. Сначала ученик должен был твердо усвоить теорию и классификацию наук, понять, как применяются они на практике, различать их типологию. За этим следовала логика в изложении Аристотеля. Она полностью вытекала из свода логических сочинений древнегреческого мыслителя, которому поздние его последователи дали название «Органон». И прежде чем приступить к изучению этой науки, ученики под руководством учителя штудировали труд «Введение в «Категории» Аристотеля» или «О пяти общих понятиях» философа-неоплатоника Порфирия, в котором он дает определение роду, виду, отличительному признаку, существенному признаку и случайному признаку. Эта работа Порфирия была в Средние века главным источником знакомства с логикой Аристотеля. Однако изучение логики было не самоцелью. Логику сам Аристотель называл аналитикой и считал, что она необходима как инструмент научного исследования. На это нацеливали учеников и «Братья чистоты».
Вслед за «Введением» Порфирия ученик приступал к изучению первой части «Органона» — «Категории». «Категории», в свою очередь, также делились на три части, в каждой из которых давались семантические различия и терминологические определения сущностей вещей, классификация предикатов и соответствующих им формальных родов бытия. Вторая и третья часть «Категории» — «Герменевтика» и «Первая аналитика». «Герменевтика» переводится примерно как «наука о языковом выражении мысли». Здесь освещается теория предложения и суждения. В «Первой аналитике» — теория силлогизмов. Во «Второй аналитике» приводится теория доказательства, определения и познания принципов. На этом первая часть программы «Братьев чистоты» заканчивалась.
Обладая необходимым инструментом познания, учащийся теперь мог перейти и к изучению природы. В следующих восьми трактатах — с 14-го по 21-й — ученики знакомились с аристотелевской физикой, учением о материи, форме, месте, времени, движении; учением о небе и земле; о четырех элементах; о явлениях в эфире (метеорология); о минералогии. Затем следовали ботаника и зоология.