Im bilingualen Unterricht erarbeiten die Schülerinnen und Schüler Inhalte und Problemstellungen des Sachfachs in der Fremdsprache. Bilinguales Lehren und Lernen ist an jedem Gymnasium möglich. Bilinguale Module und Sequenzen in den Sachfächern werden zunehmend in allen Klassenstufen des Gymnasiums zur Selbstverständlichkeit.
Gymnasien mit bilingualen Abteilungen sind auf die Erziehung zur Mehrsprachigkeit spezialisiert. Inzwischen gibt es rund 100 Gymnasien mit voll ausgebauten deutsch-englischen Abteilungen, 18 Gymnasien mit bilingualen Abteilungen deutsch-französisch und ein Gymnasium mit einer deutsch-italienischen Abteilung.
An Gymnasien mit bilingualen deutsch-englischen Abteilungen können Schülerinnen und Schüler mit dem Abschluss der Sekundarstufe I oder mit dem Erwerb der allgemeinen Hochschulreife das bilinguale Zertifikat deutsch-englisch erwerben. An rund 50 bilingualen deutsch-englischen Gymnasien besteht für die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, das Zertifikat „Internationales Abitur Baden-Württemberg“ zu erwerben. Schülerinnen und Schüler im internationalen Zug legen die schriftliche Abiturprüfung in Biologie oder in Geschichte oder in Geographie in englischer Sprache ab und erwerben für ihr persönliches Portfolio das Zertifikat „Internationale Abiturprüfung Baden-Württemberg“.
An Gymnasien mit bilingualen deutsch-französischen Abteilungen, den Abibac-Schulen, können die Schülerinnen und Schüler in der 12. Klasse zwei Schulabschlüsse erwerben: die allgemeine Hochschulreife und gleichzeitig das französische Abitur (Baccalauréat).
Als besonderes Angebot ist seit dem Schuljahr 2006/2007 am Königin-Katharina-Stift in Stuttgart ein bilinguales Profil deutsch-italienisch eingerichtet. Die Schülerinnen und Schüler dieses Profils erwerben mit ihrem Abschluss sowohl die deutsche als auch die italienische Hochschulzugangsberechtigung (Abi-Mat).