I Campionati (ex Olimpiadi) delle Scienze Naturali nascono con l'edizione sperimentale nel 2002, e hanno gli obiettivi di fornire agli studenti un'opportunità per verificare le loro inclinazioni e attitudini per lo studio e la comprensione dei fenomeni e dei processi naturali, realizzare un confronto tra le realtà scolastiche delle diverse regioni italiane, confrontare l’insegnamento delle Scienze Naturali impartito nella scuola italiana con quello impartito in altre nazioni e avviare una riflessione sugli eventuali aggiustamenti da apportare al curricolo di riferimento.
In questi anni, tuttavia, per i ragazzi che vi partecipano i Campionati (ex Olimpiadi) sono diventate molto di più: un'occasione per conoscere persone provenienti da tutta Italia che condividono i propri interessi e forgiare amicizie che durano ben più dei due giorni della manifestazione, proseguendo spesso anche durante il percorso universitario.
Le prove scritte consistono in una serie di domande a scelta multipla con 4 alternative: ogni risposta esatta fa aumentare il punteggio di 3 punti, ogni risposta errata lo fa calare di 1 punto e le risposte non fornite o nulle non fanno variare il punteggio. Nelle prove nazionali sono presenti anche dei blocchi di 4 affermazioni a cui rispondere vero o falso. Ciascun blocco fa salire il punteggio di 3 punti se si risponde correttamente a tutte le quattro affermazioni e di 1.1 punti con tre risposte corrette, mentre lo fa calare di 0.4 punti con due sole risposte sono corrette e di 1 punto se una o nessuna delle risposte date sono corrette.
Le prove regionali sono costituite per la categoria Biennio da 30 domande (raggruppate in più sezioni che vertono ciascuna su un argomento di Biologia o Scienze della Terra, generalmente introdotto con un breve testo, un grafico o uno schema) a cui rispondere in 80 minuti.
Per la categoria Triennio, sono previste due sezioni distinte (per cui non è possibile competere contemporaneamente): Biologia e Scienze della Terra; le prove regionali di ciascuna sezione consistono in 40 domande (divise in sezioni riguardanti ciascuna un argomento di Biologia o Scienze della Terra, a seconda della sezione scelta) a cui rispondere entro 80 minuti.
Le prove nazionali sono costituite da una prova scritta a cui fa seguito una prova pratica per i migliori classificati nella prova scritta.
Per la categoria Biennio, è prevista una prova scritta con 30 domande di Biologia e Scienze della Terra, da completare in 80 minuti; per le due sezioni della categoria Triennio sono previste 36 domande a scelta multipla e 4 blocchi di affermazioni relativi alla materia della sezione, da completare in 80 minuti.
I primi 10 classificati della categoria Biennio e i primi 10 classificati della categoria Triennio - sezione Scienze della Terra sono ammessi a partecipare alla prova pratica di Scienze della Terra che consiste in un numero variabile di domande aperte, che riguardano anche aspetti pratici della materia e possono coinvolgere i concorrenti nella manipolazione e identificazione di vari reperti che vengono presentati (rocce, foto...).
I primi 20 classificati della categoria Triennio - sezione Biologia sono ammessi a partecipare alla prova pratica di Biologia, che consiste in più parti (solitamente, una di tipo naturalistico e una di tipo biochimico) che mettono alla prova le abilità pratiche dei concorrenti nell'analizzare ciò che si trovano davanti e seguire un protocollo di laboratorio.
I primi 5 classificati del biennio e i primi 5 classificati del triennio (tenendo conto anche della prova scritta) tra coloro che hanno sostenuto la prova pratica di Scienze della Terra sono ammessi allo stage di preparazione alle Olimpiadi Internazionali di Scienze della Terra (IESO); i primi 4 classificati vanno a formare la squadra che rappresenta l'Italia alle IESO.
I primi 10 classificati (tenendo conto anche della prova scritta) tra coloro che hanno sostenuto la prova pratica di Biologia sono ammessi allo stage di preparazione alle Olimpiadi Internazionali di Biologia (IBO); i primi 4 classificati vanno a formare la squadra che rappresenta l'Italia alle IBO.