נושאי הלימוד המרכזיים בחוג הם: ביולוגיה מולקולרית, ביולוגיה של התא, ביוכימיה, גנטיקה, מיקרוביולוגיה, פיזיולוגיה, זואולוגיה, בוטניקה, אקולוגיה, ביוסטטיסטיקה, שמירת טבע ואבולוציה.
בשנה א' לומד הסטודנט מדעי יסוד הכרחיים לפיתוח השכלה רחבה במדעי החיים, כולל מתמטיקה, פיזיקה, כימיה, ואנגלית. בקורסי הזואולוגיה והבוטניקה נחשף הסטודנט להיכרות ראשונה עם שניים מענפי הביולוגיה. מטרתם של הקורסים "מבוא לביולוגיה" ו"החי והצומח בסביבתם הטבעית" היא להציג את מהות יחסי הגומלין בין היצורים החיים לבין סביבתם, את התאמותיהם האקולוגיות והאבולוציוניות לסביבות אלה, ואת המנגנונים ברמה האורגניזמית, התאית והמולקולרית המאפשרים חיים.
בשנה ב' לומד הסטודנט קשת רחבה של קורסי מבוא במדעי החיים, החל ברמת האורגניזם השלם ועד לרמה של מנגנונים ביוכימיים ומולקולריים. התכנית כוללת קורסים באבולוציה, אקולוגיה, מדעי הצמח, פיזיולוגיה, ביוכימיה, אנדוקרינולוגיה, גנטיקה, ביולוגיה מולקולרית ומיקרוביולוגיה. בשנה זו מתקיים סיור של שבוע ימים לאקוסיסטמה המדברית ולשונית האלמוגים באילת. סיור כזה, המשלב דיסציפלינות שונות, ייחודי לחוג לביולוגיה וסביבה באורנים.
החל מן הסמסטר השני של שנה ב' ובמהלך שנה ג' לומד הסטודנט נושאים שונים על-פי בחירתו, כך שרוב הקורסים בשנה ג' הם לימודי בחירה. על הסטודנט להשתתף בסמינר המחלקתי, החושף אותו למחקר ביולוגי עדכני בארץ ובעולם. בשלב זה יכול הסטודנט לבצע עבודת גמר מחקרית (בהיקף של 7 נקודות) בהנחיית אחד ממרצי החוג.