Chương trình đào tạo tài năng của trường ĐH Khoa học Tự nhiên gồm các ngành Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học dành cho những sinh viên đặc biệt xuất sắc, có năng khiếu về một ngành khoa học cơ bản để đào tạo nguồn nhân tài cho đất nước. Sau khi trúng tuyển nhập học, sinh viên được đăng kí xét tuyển vào học chương trình đào tạo tài năng theo quy định riêng.
Ngoài các chế độ dành cho sinh viên chính quy đại trà, những sinh viên học chương trình đào tạo tài năng được hỗ trợ thêm kinh phí đào tạo 25 triệu đồng/năm, được cấp học bổng khuyến khích phát triển 1 triệu đồng/tháng, được bố trí phòng ở miễn phí trong ký túc xá. Khi tốt nghiệp, sẽ được cấp bằng cử nhân tài năng.
Chương trình đào tạo tiên tiến gồm các ngành Toán học hợp tác với trường ĐH Washington-Seatle (Hoa Kỳ), Hóa học hợp tác với trường ĐH Illinois (Hoa Kỳ), Khoa học Môi trường hợp tác với trường ĐH Indiana (Hoa Kỳ). Những sinh viên theo học chương trình này được hỗ trợ 20 triệu đồng để học tiếng Anh, khi tốt nghiệp được cấp bằng cử nhân chương trình tiên tiến tương đương văn bằng của các trường ĐH đối tác nước ngoài.
Các chương trình đào tạo tài năng, tiên tiến đều do các giáo sư nước ngoài và giảng viên giỏi trong nước giảng dạy bằng tiếng Anh và hướng dẫn nghiên cứu khoa học. Ngoài kiến thức và kỹ năng chuyên môn đạt trình độ quốc tế, sinh viên được ưu tiên hỗ trợ kinh phí học tiếng Anh tập trung một năm tại trường ĐH Ngoại ngữ (ĐH Quốc gia Hà Nội) để đạt trình độ C1 tương đương 6.0 IELTS và có cơ hội nâng cao trình độ tiếng Anh ở nước ngoài trong thời gian hè.
Những sinh viên có kết quả học tập tốt sẽ có cơ hội được nhận học bổng toàn phần hoặc bán phần của chương trình và học bổng của các doanh nghiệp, các tổ chức tài trợ, có cơ hội được đi đào tạo ở nước ngoài.
