โรงเรียนนาข่าวิทยาวิทยาคม เปิดสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น และชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย โดยให้ผู้เรียนตามความถนัดและความสนใจ ดังนี้

• ห้องเรียนสะเต็มศึกษา (STEM : Science Technology Engineering and Mathematics) คือ แนวทางการจัดการศึกษาที่บูรณาการความรู้ใน 4 สหวิทยาการ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ วิศวกรรม เทคโนโลยี และคณิตศาสตร์ โดยเน้นการนำความรู้ไปใช้แก้ปัญหาในชีวิตจริง รวมทั้งการพัฒนากระบวนการหรือผลผลิตใหม่ ที่เป็นประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิต และการทำงาน ช่วยนักเรียนสร้างความเชื่อมโยงระหว่าง 4 สหวิทยาการ กับชีวิตจริงและการทำงาน การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเป็นการจัดการเรียนรู้ที่ไม่เน้นเพียงการท่องจำทฤษฎีหรือกฏทางวิทยาศาสตร์ และคณิตศาสตร์ แต่เป็นการสร้างความเข้าใจทฤษฎีหรือกฏเหล่านั้นผ่านการปฏิบัติให้เห็นจริงควบคู่กับการพัฒนาทักษะการคิด ตั้งคำถาม แก้ปัญหาและการหาข้อมูลและวิเคราะห์ข้อค้นพบใหม่ ๆ พร้อมทั้งสามารถนำข้อค้นพบนั้นไปใช้หรือบูรณาการกับชีวิตประจำวันได้
• ห้องเรียนวิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 และมาตรฐานการเรียนรู้และตัวชี้วัดฯ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามกระทรวงศึกษาธิการ โดยเน้นการพัฒนาให้นักเรียนมีความรู้ความสามารถในศตวรรษที่ 21
• ห้องเรียนสองใบประกาศนียบัตร (เฉพาะระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย) เกิดจากความร่วมมือขององค์การบริหารส่วนจังหวัดมหาสารคาม ร่วมกับ วิทยาลัยเทคนิคมหาสารคาม ออกแบบการเรียนที่ผุเรียนมีความรู้ทั้งในสายสามัญและมีทักษะในการปฏิบัติด้วย เมื่อจบการศึกษาระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 นักเรียนจะได้รับใบประกาศนียบัตรวิชาชีพ(ปวช.)เพิ่มด้วย

การเรียนการสอนเน้นที่ผู้เรียนโดยยึดผู้เรียนเป็นสำคัญ (Active learning) ในการศึกษา จึงทำให้เกิดความเข้าใจในความรู้ด้วยตนเอง โดยมีรายวิชาโครงงาน (Project) ซึ่งเป็นรายวิชาที่นักเรียนจะได้ใช้ความรู้ของตัวเองอย่างเต็มที่ในการจัดทำในเรื่องที่ตนเองและกลุ่มมีความสนใจ มีคุณครูที่ปรึกษาโครงงานเป็นผู้ให้คำแนะนำ ในแต่ละระดับชั้นจะมีการทำโครงงานในรายวิชาต่างๆในแต่ละระดับชั้น ได้แก่ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โครงงานวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โครงงานภาษาไทย ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 โครงงานอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet Of Thing) โครงงานการงานอาชีพฯ และโครงงานคอมพิวเตอร์ ซึ่งงานจัดแสดงผลงานนิทรรศการนักเรียนเป็นประจำทุกปีในช่วงต้นเดือนกุมภาพันธุ์