Άνθηση της παιδείας, των γραμμάτων και των τεχνών παράλληλα με την οικονομική και εμπορική ακμή -και σε ένα βαθμό εξαιτίας της- παρατηρείται στην Τραπεζούντα των Μεγάλων Κομνηνών. Η άνθηση αυτή τεκμαίρεται τόσο από τα υλικά κατάλοιπα, όσο και από τη δράση και τα έργα σημαντικών λογίων, οι οποίοι κατά κανόνα διακρίθηκαν και σε υψηλά διοικητικά ή εκκλησιαστικά αξιώματα.
Η ανάπτυξη των φυσικών επιστημών συνδέθηκε με τα ονόματα του Κωνσταντίνου Λουκίτη, του Γρηγορίου Χιονιάδη, του Γεωργίου Χρυσοκόκκη, του Ανδρέα Λιβαδηνού, του ιερέα Μανουήλ και άλλων. Εξέχουσες προσωπικότητες της εποχής τους οι παραπάνω λόγιοι δίδαξαν στις "σχολές" της Τραπεζούντας και άφησαν πλούσιο συγγραφικό και επιστολογραφικό έργο.
Συγχρόνως με το ενδιαφέρον που υπήρχε για τις θετικές επιστήμες, φαίνεται πως και οι κλασικές σπουδές ήταν ακμάζουσες, όπως προκύπτει από τα έργα του Χιονιάδη και του Λιβαδηνού. Ιδιαίτερη θέση κατείχε και η θεολογία, γεγονός που γίνεται σαφές από τις ομολογίες πίστεως των ιδίων ή την αλληλογραφία του Ιωάννη Δ΄ Μεγάλου Κομνηνού με τον πάπα Ευγένιο Δ΄, με θέμα την εκπόρευση του Αγίου Πνεύματος. Από τα έργα αυτά φαίνεται ωστόσο ότι η καλλιέργεια της θεολογίας γινόταν με τη στενή εποπτεία της Εκκλησίας.
Εκπρόσωπος της χρονογραφίας στην Τραπεζούντα υπήρξε ο πρωτοσεβαστός και πρωτονοτάριος της αυλής των Μεγάλων Κομνηνών Μιχαήλ Παναρέτου. Το έργο του Παναρέτου Περί των της Τραπεζούντος βασιλέων, των Μεγάλων Κομνηνών, όπως και πότε και πόσον έκαστος εβασίλευσεν, γνωστό ως Χρονικό, αποτελεί την ασφαλέστερη πηγή για την περίοδο 1204-1390.
Με την πνευματική ατμόσφαιρα της Τραπεζούντας έχει συνδεθεί το πολυδιάστατο έργο λαμπρών προσωπικοτήτων της εποχής, όπως ο Βησσαρίων (μητροπολίτης Νικαίας και κατόπιν καρδινάλιος), ο Γεώργιος Τραπεζούντιος, ο Ιωσήφ Λαζαρόπουλος, (μητροπολίτης Τραπεζούντος) και ο Ιωάννης Ευγενικός. Από τα έργα που έχουν συγγράψει άμεση σχέση με το χώρο και την ιστορία της πόλης έχουν τα εγκώμια της Τραπεζούντας του Βησσαρίωνος και του Ιωάννη Ευγενικού και η ταξιδιωτική περιγραφή της πόλης από τον Ανδρέα Λιβαδηνό. Στον τομέα της αγιολογίας αξίζει να αναφερθεί το Εγκώμιον εις τον άγιον μεγαλομάρτυρα του Χριστού Ευγένιον και τους συνάθλους αυτού, Κανίδην, Ουαλεριανόν και Ακύλαν, τους εν Τραπεζούντι μαρτυρήσαντας του Κωνσταντίνου Λουκίτη, καθώς και οι δύο παραλλαγές του βίου και των θαυμάτων του αγίου Ευγενίου από τον Ιωσήφ Λαζαρόπουλο. Μία πρωιμότερη εξιστόρηση του μαρτυρίου του πολιούχου αγίου ανάγεται ωστόσο στον 11ο αιώνα και γράφτηκε από τον πατριάρχη Ιωάννη Η΄ Ξιφιλίνο.
Πολυδιάστατο ήταν και το έργο του Τραπεζούντιου Γεωργίου Αμιρούτζη, ο οποίος διαδραμάτισε ενεργό ρόλο στην πολιτική σκηνή της εποχής του, ενώ εκτός Τραπεζούντας στη Δύση έδρασε ο τραπεζουντιακής καταγωγής Γεώργιος Τραπεζούντιος.
Στο πλαίσιο της δράσης σημαντικών λογίων και με δεδομένη την οικονομική ευρωστία της πόλης, είναι εύλογη και αναμενόμενη η λειτουργία εργαστηρίου αντιγραφής και εικονογράφησης χειρογράφων, η οποία μαρτυρείται στο χώρο της Mονής του Αγίου Ευγενίου.
Η αργυρή λειψανοθήκη που βρίσκεται στον Άγιο Μάρκο της Βενετίας (14ος-15ος αιώνας) και απεικονίζει τον άγιο Ευγένιο και τους συναθλητές του αποτελεί σπάνιο δείγμα της λειτουργίας εργαστηρίων μικροτεχνίας στην πόλη. Επίσης, η φορητή εικόνα που δωρίστηκε από τον Αλέξιο Γ΄ Μεγάλο Κομνηνό στην αγιορείτικη Mονή Διονυσίου και χρονολογείται το 1375 θεωρείται ότι προέρχεται από το καλλιτεχνικό περιβάλλον της Τραπεζούντας.
Στον τομέα της μνημειακής τέχνης η Τραπεζούντα μπορεί να επιδείξει σπουδαία έργα ζωγραφικής, γλυπτικής και ψηφιδωτά από το 13ο μέχρι το 15ο αιώνα. Πρόκειται για έργα σπάνιας καλλιτεχνικής ποιότητας, άλλα από τα οποία παρακολουθούν τις καλλιτεχνικές τάσεις της εποχής τους και μπορούν να συγκριθούν με σύγχρονα μνημεία της βυζαντινής τέχνης, ενώ άλλα προδίδουν τη δραστηριότητα τοπικών εργαστηρίων. Η Τραπεζούντα αποτέλεσε το σημείο συνάντησης διαφορετικών καλλιτεχνικών παραδόσεων και το πεδίο της γόνιμης συνομιλίας τους, ενώ η υψηλή ποιότητα των έργων δεν είναι άσχετη με τις δαψιλείς χορηγίες των Μεγάλων Κομνηνών και τη γενικότερη οικονομική ευρωστία της πόλης.