作为“十四五”期间首批上海市科技教育特色示范学校，上海市上海中学的科技教育扎根于学校研究型氛围与创新型平台，融合科技教育、学生科技核心素养提升、创新人才早期培育与学校课程体系化建设，积极应对科技发展等带来的挑战，探索教学方式与手段的多样化。

科技教育只有落实在课程教学中才能真正助推学生创新精神与实践能力的发展，“基础课程重科技素养奠基、选修课程重科技兴趣培养、专门课程重科技潜能激发”三位一体的课程体系正是上海中学科技教育的重点和亮点。

基础课程重视最新科技发展成果的介绍，以及学科发展前沿的引入。针对全体学生的不同志趣发展需要与潜能开发，上海中学与相应领域领先的高校、科研院所合作，设置了智能汽车、人体医学、金融、法学、微电影、主持与演讲、软件工程、3D打印、无人机、数字地理、脑科学等11个实验组。每学期提供“脑科学与人工智能”、“模拟飞行器驾驶”等科目近200门选修类课程供学生选学。

在科技专门课程建设方面，2008年上海中学首创科技实验班，设置物理、化学、生命科学、计算机科学、医学五个专门方向；2011年增设工程实验班，设置工程（包括智能工程与土木工程）、通讯、海洋、能源、环境五个专门方向供学生选学。2018年增设脑科学与人工智能、社会科学方向。专门课程学习内容相当或略高于大学预科，以高校、科研院所专家为主进行授课、指导，并要求每个学生在校内外专家的指导下聚焦于一个方向进行一项课题研究（通常需要一年半时间）。

上海中学的科技教育活动采取重点突出，全面覆盖的策略，将学生核心素养中的科学精神(含理性思维、批判质疑、勇于探究）培育作为重点加以推进，全面深化科技教育活动。每年的重点活动主要为科技节与“上海中学杯”科技论坛。科技节于每年四月至五月举行，大约持续三周，传统项目有“牢固建筑/桥梁承重”、“Evolution科学创意比赛”、“头脑OM”、“机器人综合比赛” 等。“上海中学杯”科技论坛已成为徐汇学子科技创新的摇篮，为热爱科创的学生们搭建了探索、创新、成长的舞台。在各级各类科创比赛中，上中学子也屡创佳绩，近5年来，累计在上海市青少年科技创新大赛上获奖200余项，上海市明日科技之星评选活动中30余项获奖。