Направление базируется на предметных областях «математика и информатика», «естественные науки», «технология» и предусматривает реализацию образовательных программ в двух аспектах - углубление научных знаний и формирование инженерно-прикладных навыков.

В Центре работают постоянно действующие кружки и лаборатории, реализуется система профильных и профориентационных смен, углубленных спецкурсов, интенсивных учебных модулей, круглогодичные и краткосрочные образовательные программы очного, очно-заочного и дистанционного обучения. В целях выявления сферы одаренности обучающихся проводятся олимпиады, турниры, интеллектуальные конкурсы и игровые соревнования.

Практико-ориентированный аспект деятельности учитывает перспективы и интересы региона в нейро-, IT-, химико-биологических кластерах. Для решения конкретных задач создаются мастерские и мобильные творческие группы.

Каждая программа включает в себя теоретические и практические занятия с ведущими педагогами, приглашенными преподавателями вузов и научных центров страны, имеющими опыт подготовки к состязаниям всероссийского и международного уровня. К работе привлекаются также представители технологического предпринимательства, научно-производственных центров, играющих ключевую роль в развитии инновационной экономики, науки, медицины и производственного сектора региона.

Кроме того, профильные программы предусматривают междисциплинарное взаимодействие с представителями направлений «Спорт» и «Искусство», органично дополняются занятиями по смежным областям наук, развивающими кругозор, критическое мышление, социальные навыки, творческие и коммуникативные способности, общую физическую подготовку, эмоциональную устойчивость.

Участие в программах, в зависимости от их целей и содержания, осуществляется на основе приглашения (победители и призеры олимпиад, турниров) или по итогам конкурсного отбора, учитывающего специфику программы. Подать заявку на участие в отборе может каждый школьник Тюменской области, выполнивший условия и/или задания, предложенные руководителем программы.

В ходе реализации программ могут быть проведены курсы/семинары повышения квалификации педагогов, в том числе в форме стажировки, подразумевающей непосредственную работу в профильной смене. Порядок приглашения и отбора педагогов на программы регламентируется отдельно.