Στόχος του ήταν να δημιουργήσει επιστημονική Παιδαγωγική στη νεότερη Ελλάδα και να παράσχει στους Έλληνες άρτιο εκπαιδευτικό σύστημα. Δεν περιορίστηκε, λοιπόν, μόνο στη διδασκαλία παιδαγωγικών και φιλοσοφικών μαθημάτων αλλά επιδόθηκε στο να καταστήσει την έδρα της Παιδαγωγικής φορέα υψίστης επιστημονικής και εθνικής αποστολής. Επεδίωξε να δημιουργήσει καθαρά ελληνική επιστημονική Παιδαγωγική μέσω της διαμόρφωσης ειδικών ερευνητών της Παιδαγωγικής αλλά και μέσω της καλλιέργειας παιδαγωγικού ερευνητικού ενδιαφέροντος. Φιλοδόξησε να διαμορφώσει πλήρες σύστημα Παιδαγωγικής με ενιαίες παιδαγωγικές βάσεις προσαρμοσμένες στις ελληνικές επικρατούσες συνθήκες και εμπνεόμενες από τα ελληνικά ιδανικά ενώ έθεσε ως στόχο του να εξυψώσει το επίπεδο της παιδαγωγικής μόρφωσης των Ελλήνων και να βελτιώσει την παρεχόμενη εκπαίδευση. Η οργάνωση της διδασκαλίας του απέβλεπε στην πολύπλευρη παιδαγωγική μόρφωση στηριζόμενη στα νέα επιστημονικά δεδομένα.
Διετέλεσε καθηγητής του Διδασκαλείου Δημοτικής Εκπαίδευσης της Αθήνας (1904), Υφηγητής της Παιδαγωγικής στο Εθνικό Πανεπιστήμιο (1906), Καθηγητής της Παιδαγωγικής του Πανεπιστήμιου Αθηνών (1912) ενώ το 1929 αναγορεύθηκε ακαδημαϊκός. Η πανεπιστημιακή διδασκαλία του περιελάμβανε τις ακόλουθες παραδόσεις : α) Εισαγωγή στην Παιδαγωγική, β) Γενική Διδακτική, γ) Ειδική Διδακτική, δ) Ψυχολογία του παιδιού, ε) Σωματολογία του παιδιού, στ) Ψυχολογία των ατομικών διαφορών. Οι παραδόσεις συνοδεύονταν με επαναληπτικά φροντιστήρια ή φροντιστηριακά μαθήματα και εργαστηριακές ασκήσεις.
Κατέβαλε προσπάθειες για την άρτια μόρφωση των σπουδαστών των διδασκαλείων της δημοτικής εκπαίδευσης και των λειτουργών της μέσης εκπαίδευσης μέσω της μετάδοσης σ’ αυτούς των νέων πορισμάτων της Παιδαγωγικής και των λοιπών επιστημών των συναφών με το διδασκαλικό έργο γι’ αυτό το 1910 ίδρυσε το Διδασκαλείο Μέσης Εκπαίδευσης και το 1922 εισηγήθηκε την ίδρυση του θεσμού μετεκπαίδευσης των λειτουργών της Στοιχειώδους Εκπαίδευσης. Ο Νικόλαος Εξαρχόπουλος, ως εισηγητής της συστηματικής παρατήρησης και τους πειράματος στην Παιδαγωγική και υπέδειξε και εφάρμοσε αυτές τις μεθόδους στις εστίες της παιδαγωγικής επιστήμης, που ο ίδιος ίδρυσε και διηύθυνε, το Εργαστήριο Πειραματικής Παιδαγωγικής (1923) και το Πειραματικό Σχολείο του Πανεπιστημίου Αθηνών (1929) με αμοιβαία συνεργασία ώστε να λειτουργούν ως ενιαίο ίδρυμα ή ινστιτούτο προσαρτημένο στην έδρα της Παιδαγωγικής του Πανεπιστημίου Αθηνών.
Ο Νικόλαος Εξαρχόπουλος δικαιούται τον τίτλο του θεμελιωτή της επιστημονικής Παιδαγωγικής αφού το 1921 εισηγήθηκε και πέτυχε την αυτονόμηση της Παιδαγωγικής ως αυτοτελούς επιστήμης. Υπήρξε καινοτόμος εφόσον ήταν ο πρώτος που εισήγαγε σπουδαίους κλάδους της Παιδαγωγικής, την παιδαγωγική – παιδολογική έρευνα, το θεσμό του επαγγελματικού προσανατολισμού. Πρωτοπόρος ήταν στο θέμα της διεθνούς συνεννόησης και συνεργασίας των Βαλκανικών χωρών καθώς και στο θέμα της εκπαίδευσης των ενηλίκων και της επιμόρφωσης του λαού. Υπήρξε, τέλος, επιφανής πρύτανης όχι μόνο της ελληνικής αλλά και της διεθνούς παιδαγωγικής επιστήμης του 20ου αιώνα ενώ το 1937 έτυχε τιμητικού διπλώματος από το Πανεπιστήμιο της Ιένης.