2011年，学校启动“三高”项目（与高校、高中、高新企业合作培养创新型人才），积极开发并合理使用校内外各种优质教育资源，实现教育资源共建共享，提高教育资源内在品质，推进教育资源向社会延伸。目前，学校联合14所优质高中成立“创新人才培养试点学校协作联盟”；与20所国外学校开展主题性研究；开设8门中国大学先修课程；与高校共建18个“创新实验室”；与松下电器等企业确立20多个校外考察与实践基地。
天一是无锡地区唯一的科教合作“英才计划”和南京大学“飞越计划”学校，每年在高一选拔部分学生，到南京大学由南大院士和教授亲自上课，每年有学生入选教育部选派的国际交流活动。
