O CTC estrutura-se em três eixos básicos:
1) Confecção e distribuição de materiais de apoio ao aluno e ao professor;
2) Distribuição de materiais para experimentos;
3) Formação inicial e continuada da equipe de execução do Programa (professores e mediadores).
Os conteúdos temáticos que compõem estes três eixos atendem às diferentes áreas das Ciências Naturais (Biologia, Ciências da Terra, Astronomia, Física, Química e Tecnologia).
A metodologia para trabalhar esses conteúdos implica na valorização dos conhecimentos prévios dos alunos e no incentivo à sua capacidade criativa em solucionar desafios científicos.