Com a visão de ser uma fonte de inspiração para despertar vocações científicas, a Escola de Talentos do Instituto Principia oferece oportunidades de desenvolvimento pessoal e acadêmico a adolescentes e jovens que tenham grande interesse e altas habilidades para a ciência. A Escola de Talentos é um projeto educacional que permite que adolescentes com perfil de altas habilidades e/ou superdotação manifestem suas capacidades e desenvolvam suas habilidades pessoais, sociais e intelectuais em um ambiente de aprendizagem seguro e que valorize suas singularidades.​

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As atividades desenvolvidas pela Escola de Talentos estão alinhadas com a garantia e a promoção dos direitos de adolescentes, já que oportunizam não apenas uma educação especializada para estes jovens talentos, mas também considera os aspectos socioemocionais desses alunos e lhes assegura o direito à convivência, à inclusão e à diversidade.

O projeto pedagógico da Escola de Talentos tem duração de 30 meses e se divide em duas etapas: nos primeiros 12 meses, sob a supervisão de tutores professores doutores universitários, os alunos, através de metodologia ativa, se aprofundam no estudo de um tópico avançado de interesse comum escolhido por eles próprios.​ Passados estes primeiros 12 meses, cada um dos nossos alunos escolhe um tema de seu interesse quando, sob a supervisão individual de um orientador (também um professor doutor universitário), desenvolve um projeto de pesquisa à la uma Iniciação Científica. A Escola de Talentos acontece em horário contraturno escolar, através de 2 reuniões semanais online e eventualmente presenciais. Nossos alunos devem estar regularmente matriculados em escolas formais de ensino médio. Uma vez por ano, todos os nossos alunos, tutores e orientadores se reúnem presencialmente na sede da Escola, em São Paulo, quando lhes é oferecido um programa científico, cultural e social.

A Escola de Talentos é totalmente gratuita e oferece apoio para alunos em condições financeiras difíceis ou em situação de vulnerabilidade social. Nossos alunos têm ainda acompanhamento psicológico e pedagógico para acompanhar a sua evolução durante o projeto. Alguns recebem auxílio financeiro.

Atualmente, o Diretor da Escola de Talentos é o Prof. Dr. Marcelo M. Guzzo, professor titular do Instituto de Física Gleb Wataghin, Unicamp.