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19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全国中学生“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。

　　随着普通高中课程基地建设逐步推进，天一中学目前已建成了包括STS综合创新课程基地、天一书院课程基地、运动与健康课程基地等8个课程基地在内的基地群落。在此基础上，学校将于2021年建成18个不同主题的学习中心，如人工智能学习中心、机械工程学习中心、药用植物学习中心、天文巡星学习中心等，并计划在已有馆室的基础上，建成75个特色馆室。

　　每年50场以上的“名人课堂”是学校的传统项目。来自全世界各行各业的翘楚常常成为“名人课堂”的“座上客”，授课者不乏两院院士、知名企业家、体育冠军、诺贝尔奖获得者。