В Националната природо-математическа гимназия „Акад. Любомир Чакалов” се обучават над 1000 ученици в 45 паралелки (Математика, Физика, Химия, Биология, География, Химия и биология, Информатика). От учебната 2017/2018 г. приемът на ученици в 8-ми клас се осъществява по ЗПУО, в сила от 1.08.2016 г. в следните профили: Математически, Софтуерни и хардуерни науки, Икономическо развитие и Природни науки.
Обучението по профилиращите предмети се осъществява чрез съвместна учебна работа със съответните факултети на Софийския университет „Св. Климент Охридски”. Обучението по хуманитарните предмети също е на много високо ниво. Учениците на НПМГ „Акад. Любомир Чакалов” се представят отлично на национални и международни олимпиади, състезания и научни конференции не само в областта на природо-математическите дисциплини, но също и в областта на хуманитарните науки, изкуствата и спорта. Завършващите НПМГ „Акад. Любомир Чакалов” имат възможност да се явят на вътрешни изпити по математика, физика, химия, биология и география, оценките от които се признават за кандидатстване в СУ „Св. Климент Охридски”. Учениците, завършили НПМГ „Акад. Любомир Чакалов”, стават част не само от интелектуалния елит на нацията, но и от творческия потенциал на престижни международни университети и институции.