NSM's studerende skal i løbet af studiet erhverve sig mange både toeretiske og praktiske færdigheder, fordi mange af fagene involverer brugen af avanceret apparatur samt potentielt farlige kemiske og biologiske komponenter.

Meget af NSM's undervisning er derfor karakteriseret ved "mesterlære", der kræver tæt kontakt med det videnskabelige personale. Desuden har NSM en stor stab af laboranter og værkstedsfolk, der bidrager til både forskning og undervisning.

På undervisningssiden indgår NSM desuden i mange eksterne samarbejder. Dette gælder især faget medicinalbiologi, der udbydes i tæt samarbejde med Region Sjællands sygehuse, hvis læger står for den lægefaglige del af undervisningen. Desuden udfører en stor del af instituttets specialestuderende det eksperimentelle arbejde hos eksterne partnere.

NSM har høj kvalificeret grundforskning, anvendelsesorienteret forskning samt forskning i matematik- og naturvidenskabsdidaktik og -historie.