Модель общеобразовательной школы с профильным обучением на старшей ступени предусматривает возможность изучения разнообразных учебных курсов, которые должны включать в себя гибкую систему профильного обучения. Согласно рекомендациям Министерства образования РФ могут существовать несколько вариантов или моделей профильного обучения. Модель внутришкольной профилизации - однопрофильная или многопрофильная отдельная школа. Модель сетевой организации, когда профильное обучение осуществляется за счёт целенаправленного и организованного использования образовательных ресурсов ряда образовательных учреждений. Например, объединение нескольких школ вокруг наиболее сильной школы, обладающей достаточным материальным и кадровым потенциалом, которая выполняет роль «ресурсного центра».

Возможна кооперация школы с иными образовательными учреждениями дополнительного, высшего, среднего и начального профессионального образования.

Концепция профильной школы предполагает, что необходимым условием профилизации старшей школы является введение предпрофильной подготовки через организацию курсов по выбору, указывая, что их основная функция профориентационная. Число таких курсов должно быть достаточно значительным. Они должны носить краткосрочный и чередующийся характер, являться своего рода учебными модулями и вводиться постепенно.

Одна из ключевых проблем профильной школы изучение дисциплин, не относящихся к выбранному профилю. Речь идёт о базовом (в отличие от профильного) уровне изучения того или иного предмета. Базовые общеобразовательные курсы обязательные для всех учащихся во всех профилях обучения.

В условиях неизбежного дефицита учебных часов, отведенных на непрофильные дисциплины, проблемой является определение обязательного минимума содержания для базового уровня. А главное целей и задач изучения таких дисциплин в профильной школе.

Обязательный минимум содержания, определяемый стандартом, включает главные достижения естественных наук (ключевые идеи, открытия) и их практическую реализацию в технике и технологиях (энергетика, средства коммуникации, создание новых материалов, биотехнологии, медицина). Смысл стандарта состоит не в том, чтобы предоставить фундаментальное (теоретическое) знание, а наглядно показать, какую роль играют естественные науки в развитии цивилизации, формировании нашего материального окружения, наших знаний о самих себе.

При этом основные умения, ожидаемые от выпускников и сформулированные в виде требований к уровню их подготовки, сводятся, главным образом, к ориентации в научных понятиях, работе с информацией естественнонаучного характера, владению некоторыми элементами исследовательского метода, использованию знаний в практических ситуациях.