Weltbild und Selbstverständnis des modernen Menschen werden wesentlich durch die Entwicklung der Naturwissenschaften sowie - in zunehmendem Maße - der modernen Informations- und Kommunikationstechnologien geprägt. Der Mathematik kommt dabei als Grundlage dieser und anderer Disziplinen eine besondere Bedeutung zu.

Mit seinem altsprachlichen, humanistischen Profil ist das Lessing-Gymnasium für seine Schülerinnen und Schüler ein besonders geeigneter Ort, um Mathematik, Informatik sowie die drei Naturwissenschaften Biologie, Chemie und Physik als gewordene und werdende Wissenschaften zu erleben. Das Zusammenwirken mit den Fächern der anderen Fachbereiche erschließt den Lernenden vielfältige Möglichkeiten, um die bis in unsere Tage spürbare Kluft zwischen der geisteswissenschaftlich-literarischen und der naturwissenschaftlich-technischen Kultur für sich zu überwinden.

Die naturwissenschaftliche Methodik - Beobachten, Hypothesen bilden, Experimente planen und durchführen sowie protokollieren und präsentieren, Modelle entwickeln, Informationen beschaffen, bewerten und verarbeiten – erlernen unsere Schülerinnen und Schüler im Rahmen aufeinander abgestimmter naturwissenschaftlicher Curricula. Der Fachbereich der Naturwissenschaften bemüht sich um ein durchgängiges Methodenkonzept, um die naturwissenschaftliche Grundbildung und die methodische Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schülern abzustimmen. Der Erwerb einer angemessenen Fachsprache wird erleichtert durch die erweiterte analytische Sprachkompetenz unserer Schüler aufgrund des früh einsetzenden Lateinunterrichts.

Zur Vermittlung aktueller Themen werden im Rahmen von Exkursionen außerschulische Lernorte genutzt. Eine intensive Zusammenarbeit gibt es mit den Schülerlaboren des GSI-Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt, die gemeinsam mit Lehrern und Schülern des Lessing-Gymnasiums konzipiert und weiterentwickelt wurden.

Alle zwei Jahre findet am Lessing-Gymnasium der Tag der Naturwissenschaften nach dem Prinzip "Schüler lehren Schüler" statt. Schülerinnen und Schüler präsentieren an diesem Tag, den ein akademischer Fachvortrag abschließt, die Ergebnisse ihrer Arbeit aus naturwissenschaftlichem Fachunterricht und Arbeitsgemeinschaften den Mitgliedern der Schulgemeinde und der Öffentlichkeit.