O programa de Estudos Avançados refere-se a um conjunto de atividades, nas quais se inclui o ensino intensivo de conceitos avançados em diferentes áreas do conhecimento. Do programa de Estudos Avançados fazem parte Cursos Avançados, cursos de Diálogos com Cientistas e cursos de Ciência em Ação.
 
O ensino está organizado por módulos, com a duração de dez semanas. Os cursos para o Ensino Básico e Secundário são ministrados, respetivamente, por jovens monitores com Mestrado em áreas científicas, e por jovens cientistas de sucesso com Doutoramento, de universidades e institutos de investigação científica. Os docentes desafiam alunos e professores a aprenderem, interativamente, principalmente no laboratório, em cenários de investigação científica, os conceitos científicos mais interessantes do conhecimento moderno, e como esse conhecimento é adquirido.
 
Foi criado no IEC um laboratório modelo, equipado com os instrumentos básicos para oferecer um ensino experimental. Este tipo de laboratório está a ser replicado nas escolas que aderem ao projeto. Os Cursos Avançados ocorrem nestes laboratórios no IEC e nas escolas.
 
Em cada curso, dez alunos e dois professores do Ensino Básico ou Secundário têm oportunidade de utilizar as novas tecnologias da Ciência no laboratório. Alunos e professores aprendem a ser seletivos nas suas abordagens a problemas científicos, a ser objetivos e a utilizar uma linguagem de rigor científico.

Em atividades paralelas aos cursos, alunos e professores frequentam estágios científicos, visitas de estudo e conferências.