אולימפיאדת הפיזיקה, אולימפיאדת הכימיה, אולימפיאדת המתמטיקה והאולימפיאדה במדעי המחשב הן ארבע תחרויות בינלאומיות שהכנת המשלחת לכל אחת מהן אורכת כשנה וחצי. תלמידים מצטיינים בתחומים אלה נבחרו בקפידה על ידי מוריהם בבתי הספר. לאחר בחירתם הם עוברים מבחנים מאתגרים, ומתוך כל התלמידים המצטיינים בארץ בתחומם נוצרת נבחרת שנוסעת לייצג את ישראל באולימפיאדה שמתקיימת באחת ממדינות העולם.
התלמידים שנבחרים לייצג את ישראל עוברים לימודים גבוהים אינטנסיביים במטרה להכשירם לתחרות העולמית הקשה והמאתגרת. לימודים אלו מלווים על ידי מרצים בכירים, מדענים ואנשי אקדמיה מאוניברסיטת תל אביב ומהטכניון.
אמנם רק תלמידים בודדים נבחרים לייצג את ישראל, אך כל התלמידים בשלבים השונים לומדים רבות ועוברים חוויה לימודית עשירה ומאתגרת.