清华大学理科实验班，即清华学堂人才培养计划。2009年清华大学推出“清华学堂人才培养计划”。各个实验班的首席教授均由该学术领域的杰出学者担任。
开设的实验班有：
1、数学班：根据学生专业兴趣、学习特点找到合适的指导教师，指导其专业课程的学习和*工作；
2、物理班：注重学生的科学追求、物理认识、思维逻辑等，着重培育学生的学术志向、兴趣、想象力和批判性思维能力；
3、化学班：开设前沿、交叉学科的“超分子化学”等系列课程，设立“创新研究计划”，开设探索性实验课程；
4、生命科学班：主要培养学生的逻辑思维能力和系统的科研能力，注重和国际接轨；
5、钱学森力学班：通过与机械、电子、环境等十个院系的联合培养，帮助学生发现自己感兴趣和擅长的发展方向；
6、计算机科学实验班：开设全英文专业课程25门，前两年实施计算机科学基础知识强化训练，后两年实施多方向的专业教育。