Профессором нравственных наук был А. П. Куницын, выпускник Петербургского педагогического института. Он читал логику, психологию, нравственность, различные отрасли права, политическую экономию и финансы. Профессор Куницын был в числе лучших преподавателей своего времени.
Я. И. Карцев основал в Царскосельском лицее кафедру физико-математических наук, устроил физический и минералогический кабинеты. Согласно учебной программе, математика в Лицее подразделялась на чистую и прикладную, а физика – на теоретическую и техническую. Кроме того, профессор Я. И. Карцев читал лицеистам курсы по некоторым разделам военных наук (артиллерии, фортификации, морскому делу и другим).
Основным специалистом по военным наукам был профессор А. М. Пушкин, который читал лекции по полевой фортификации и другим предметам. После его смерти в 1821 году на должность профессора по военным наукам предложили капитана А. В. Устинова. Лицеисты, избравшие военную карьеру, дополнительно изучали оружие, тактику, стратегию и историю войн, военную топографию и черчение планов, обзор военного искусства и прочее.
Профессорско-преподавательский состав был свободен в выборе методов своей работы. Однако при этом строго соблюдался главный принцип обучения – лицеисты не должны были находиться в праздном состоянии. Преподавателям запрещалось диктовать новый материал учебных предметов. Они должны были вести занятия так, чтобы никто из воспитанников не отставал в учёбе. На менее подготовленных учеников педагоги обращали особое внимание, а также занимались с ними дополнительно. Все уроки, особенно в первые месяцы обучения, сопровождались отчётами учащихся в устной или письменной форме. Профессора, адъюнкты и учителя не переходили к отработке нового материала, пока все лицеисты не усвоили предыдущий. По каждому разделу программы обучения устанавливались определённые методические правила, которым строго следовали.
Лицеисты с большим интересом занимались изящными искусствами и гимнастическими упражнениями. Чистописание преподавал учитель Ф. П. Калинич, рисование – С. Г. Чириков, а музыку и пение – Ф. Б. Гальтенгоф. Уроки танцев давали И. И. Эбергардт и другие иностранцы, специально приглашённые в Лицей. Учителем фехтования в период с 1812 по 1824 год был также иностранец Вальвиль.
Обучение юношей верховой езде началось с 1816 года, а первым учителем по этому предмету был полковник лейб-гусарского полка А. В. Крекшин. Занятия проводились три раза в неделю посменно, без посторонних зрителей и непременно при гувернёре. Лошади были полковые и находились под присмотром берейтора (инструктора по выездке лошадей и верховой езде).
Царскосельский лицей являлся закрытым вузом, а его воспитанники находились на полном пансионе. Выезд из Лицея во время учебного года запрещался. Все лицеисты подчинялись строгому распорядку дня, за которым наблюдали