미국에서 9번째로 설립된 다트머스 대학은 1769년에 미국 조합교회 목사인 엘리어자 휠록(Eleazar Wheelock:초대 총장)이 세웠다. 그 전신은 휠록이 1750년경 아메리카 인디안을 교육하기 위하여 코네티컷주 레버논에 세운 무어스 자선학교였는데, 영국 왕의 소유지인 뉴햄프셔주 하노버로 옮긴 뒤 영국 국왕 조지 3세의 허락을 받고 식민지시대 고등 교육기관으로서는 마지막으로 이 대학을 세웠다. 학교명은 학교 설립을 후원한 영국의 다트머스 지역의 백작 William Legge 경의 출신지 이름에서 따왔다.

1770년에 개강하여 1771년에 첫 졸업생을 배출했다. 그 후 인디언들의 교육에서 큰 성과를 거두지 못하게 되자 인디언을 위한 선교사를 육성할 목적으로 백인 학생들을 받아들여 오늘의 대학에 이르게 되었다. 2009년 현재 인문학부·과학부·사회과학부·일반교양학부의 4개 학부와 16개 석사과정이 있는 문리과대학원,1797년 설립된 의과대학,1867년 설립된 미국 최초의 공학전문대학,1900년 설립된 세계 최초의 경영대학원인 아모스 턱 경영대학원(Tuck School of Business Administration) 등 4개 대학원으로 구성되어 있다.

경영 대학원과 의과대학원 그리고 일반대학원은 학부에 비해 유명세가 덜하다. 다트머스는 전통적으로 학부 중심의 대학이라 이름에서도 College라는 단어를 쓰고 있다. 다트머스 칼리지는 교양과목을 강조하는 리버럴 아츠 칼리지인데, 한가지 예외는 이 학교에 공과대학과 의과대학 그리고 대학원과정인 비즈니스스쿨이 더 있다는 것이다. Tuck 경영대학원의 경우 매년 MBA 상위 9위 정도로 나타나고 있고, 현재까지 법과대학원은 개설되어 있지 않다.
2009년 졸업생 기준 전공선호도는 경제학(economics),행정학(government), 역사(history), (심리두뇌과학)psychological and brain sciences과 영문학(English)으로 나타났다. 이 학교에는 다른 아이비리그 대학들에서는 볼 수 없는 독특한 학기제도가 있다.
다트머스 플랜(Dartmouth Plan)이라고 불리는 이 제도는 1년을 4학기로 나누고 각 학기를 10주로 구성, 여름에도 정규수업이 계속된다.

또 다른 특징중의 하나는 1학년과 4학년 때는 그 학교에서 의무적으로 수업을 하게 되어 있으나 2학년과 3학년때는 학생들이 각자의 계획에 따라 교과과정을 짜고 또 외국에 가서 1학기나 2학기 유학을 할 수도 있게 융통성이 있다는 것이다.
외국에서 돌아온 즉시 새학기에 등록할 수 있도록 마련된 것이 이 학기 제도다.
다트머스 대학을 졸업하는 학생들은 한 외국어에 능숙할 것을 필수로 하고 있다. 이 대학은 중국 북경이나 카리브해 섬 나라들에 가서 외국어를 공부할 수 있는 45개의 LSA(The Language Study Aboard)프로그램을 장려하고 있다. 따라서 이 대학의 대부분 학생들은 2학년이나 3학년 때 외국에 가서 공부를 한다. 99년 통계에 따르면 약 66%의 학생들이 외국대학에서 공부하는 프로그램에 등록한 상태다.