Естественно-научное профильное направление ориентировано на такие сферы деятельности, как медицина, биотехнология, химия. На профильном уровне изучаются такие предметы, как химия и биология. Естественно-научный профиль способствует развитию исследовательского интереса, даёт комплексное представление о современном состоянии естествознания и позволяет удовлетворить образовательные потребности обучающихся, связанные с изучением наук о жизни. Естественно-научный профиль открывает двери в такие профессии, как: медицинский работник, специалист в сфере экологии и природоустройства, биоинженерии и других направлений. Профильное обучение поддерживается элективными курсами, занятиями в системе дополнительного образования.
Обучающиеся естественно-научного профиля выбирают для поступления такие вузы, как: ИГМА, УдГАУ, МГУ, МГМУ им. И.М. Сеченова, РНИМУ им. Пирогова, ПГФА, УГМУ и др.