โรงเรียนมัธยมสาธิตมหาวิทยาลัยนเรศวรเปิดสอนทั้งในระดับมัธยมศึกษาตอนต้นและมัธยมศึกษาตอนปลาย โดยมุ่งเน้นวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี และภาษาต่างประเทศ

ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น

• วิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์ (ห้องเรียนปกติ)

ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย

• วิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์ (ห้องเรียนปกติ)
• ภาษาอังกฤษ-คณิตศาสตร์ (ศิลป์คำนวณ)
• โครงการ วมว.