上海中学有数学班、科技班、工程班三个实验班。三个实验班在加速学习基础内容（数、理、化实行双语双课本学习，一年半学完）的同时，各有侧重地推进专门课程与探究课程的学习，相当或略高于大学预科。
数学班强调小班化学科竞赛辅导，注重学科潜能的开发；科技班分物理学、化学、计算机科学、医学、生命科学等五个专门方向；工程班分工程、通讯、传媒、能源、环境等五个专门方向，推进基于专门课程学习的课题探究。在面上，以学校课程图谱实施为支撑的同时，为通常班学生创设金融、节能汽车、法学、微电影、主持与演讲等多个实验组，激活不同领域、不同潜质的学生志趣与创新素养培育。
