Цели естественно-научного образования реализуются в конкретном учебно-воспитательном процессе на основе определённых дидактических принципов, образующих систему своеобразных правил отбора при определении структуры естественно-научного образования и отборе содержания учебного материала.

К основным дидактическим положениям, определяющим естественно-научное образование, можно отнести следующие принципы: научности, фундаментальности, доступности, непрерывности, историчности, целостности и системности естественно-научного образования.

Принцип научности имеет важное методологическое значение для отбора учебного материала, его применение обеспечивает приоритетный выбор различных методик обучения, ставит заслон антинаучным и лженаучным теориям, получившим, к сожалению, в последнее время широкое распространение в средствах массовой информации.

Принцип фундаментальности ориентирует на изучение и усвоение учащимися основных, базовых научных теорий, понятий, моделей и принципов, результатов фундаментальных исследований, имеющих общенаучное значение, являющихся достоянием человеческой культуры, является основой для генерализации учебных знаний.

Принцип доступности подчёркивает необходимость на всех этапах школьного образования учитывать возможности школьника в восприятии, обработке и усвоении учебной информации. Многочисленные примеры пренебрежения этим принципом при создании учебной литературы и наглядных пособий заставляют вновь и вновь возвращаться к необходимости его применения.

Принцип непрерывности постулирует простую истину, проверенную многолетним опытом преподавания: для усвоения знаний по предмету к нему необходимо обращаться на протяжении всего срока обучения. Перерыв в обучении приводит к быстрому забыванию предмета в силу психологических особенностей детей.

Принцип историчности реализует гуманитарную составляющую научного образования, подчёркивая преемственность развития науки на различных этапах её развития, показывает роль отдельных учёных в становлении и развитии науки.

Принцип целостности и системности естественно-научного образования служит основой для реализации межпредметных связей, создания единого методологического подхода к рассмотрению природных процессов и явлений с точки зрения различных естественных наук.

Принципы естественно-научного образования, образовательные и общепедагогические цели обучения, предусматривающие формирование разносторонне развитой личности ребёнка, максимальное раскрытие его творческого потенциала, позволяют сделать вполне определённые выводы относительно структуры и содержания образовательных программ, реализующих естественно-научное образование в 12-летней школе.