高中部秉持通才与专才并重的育人理念，实行“基础课程+特长课程+专业课程”的课程体系，探索实施个性化潜能教育实践，使不同性格禀赋、兴趣特长、素质潜力的学生都能成长成才。高中部现有学生800余人，共26个教学班，均为小班制教学。现有教职工130人，其中省特级教师3人，正高级教师5人，高级教师31人，国际金牌教练7人（与杭二中互通），CMO金牌教练2人，获省春蚕奖2人，获"浙派名师"称号2人，获省市级教坛新秀29人，获省市级优质课一等奖15人。此外，来自国内外一流大学的教授将组成“六艺+X”专业名师团队，为学生开设个性化专业课程。高中部在落实新课程理念，把握教学大方向的基础上，各学科组发挥名师效应，推动团队成长。全体教师加强理论学习，优化教学方式，形成天元特色，培育各学科达人。校园智慧现代化，有包括美术、舞蹈、智慧物理、化学、生物实验室、劳技教室在内的23个专业教室及心理咨询室。教室里配有先进便捷的授课设备；实验室拥有精密高新的设备。校园环境优美，安静舒适，学生公寓有空调、独立卫浴、实木家具和24小时热水供应。高中部坚持“探本求源”，积极完成对“钱学森之问”的探索和破题。（2023年11月）