济南天山外国语的分层教育并不是按照成绩进行分层教育，而是分层课程，比如数学，根据学生的学习基础、学习能力和发展方向等，对课程难度进行了区分，分成不同的层次供不同需求的学生去选择。比如，喜欢文科的学生为了适应高考数学的需要，只要选择数学Ⅰ就可以了，偏重于学理工科的学生只要选数学Ⅱ就足够了。而酷爱数学有较好基础的学生可以再跃过两层去学数学Ⅴ，学习内容就会将初高中和大学物理进行统整，形成比较高端的数学课程。学校还开设了微积分、线性代数、普通物理学、普通化学等大学先修课程，以及高端科学实验室课程等。