Естественно-научный профиль ориентирует на такие сферы деятельности, как медицина, биотехнологии и др. В данном профиле для изучения на углубленном уровне выбираются учебные предметы «Химия», «Биология», элективные курсы «Практикум решения задач по общей биологии», «Практикум решения задач по химии», «Биология растений, грибов, лишайников», «Биология животных», «Основы генетики человека», «Человек и его здоровье», «Биофизика», которые направлены на углублённое изучение профильных предметов.
В лицее проводятся занятия в экологической лаборатории, лаборатории биотехнологий, Школе юного медика. Учащиеся 10 и 11 классов лицея дополнительно обучаются в Молодежной медицинской академии ( курсы «Введение в медицину», «Неотложная медицинская помощь»), а так же в Центре дополнительного образования «Дом научной коллаборации имени Ж. И. Алферова» (по программам дополнительного образования «Основы молекулярной биологии и генетики» и «Микро – макроанатомия»).
Заключены договоры о сотрудничестве с Самарским государственным медицинским университетом, Ульяновским государственным университетом, что предоставляет учащимся возможность посещать мастер – классы, семинары, круглые столы, конференции, лекции, дискуссии и встречи по обмену опытом и проблемным вопросам, дни открытых дверей, медицинские квесты, участвовать в волонтерском движении «Добрые сердца» и многое другое.
Обучение ведут учителя высшей квалификационной категории, кандидаты наук, преподаватели УлГУ и УлГПУ.