Een vorm van voorbereidend wetenschappelijk onderwijs (vwo, ± voor 12- tot 18-jarigen) met de klassieke talen Grieks en/of Latijn, die zowel op een zelfstandige school als op een scholengemeenschap of lyceum gevolgd kan worden. Deze betekenis wordt gebruikt in de woorden gymnasiumdiploma en gymnasiumopleiding. Een school die uitsluitend een gymnasiumopleiding verzorgt wordt een categoriaal gymnasium genoemd.

Sinds de invoering van de Mammoetwet in 1968 is het gymnasium een vorm van vwo: de gymnasium-exameneisen zijn gelijk aan die van het atheneum, het vwo zonder klassieke talen. De keuze van examenvakken verschilt echter: Voor een gymnasiumdiploma is ten minste één klassieke taal in het eindexamen vereist. Wanneer men beide klassieke talen deed, heette de richting "gymnasium α", anders "gymnasium β".

Op sommige scholen werd echter een ongedeeld vwo-diploma uitgereikt aan leerlingen met Latijn en/of Grieks in het examenpakket. In principe konden Latijn en Grieks met alle andere vakken gecombineerd worden zolang aan de minimumeisen voldaan was en het roostertechnisch mogelijk was.

Het gymnasium sinds 1998
Sinds de nieuwe inrichting van de tweede fase (de laatste drie leerjaren) doet iedere leerling eindexamen in een of twee van de vier profielen: Cultuur & Maatschappij, Economie & Maatschappij, Natuur & Gezondheid en Natuur & Techniek. Sinds september 2006 worden Latijn en Grieks als profielvakken gerekend, in plaats van opgenomen te worden in de zogeheten vrije ruimte. Dit heeft soms gevolgen voor de overgangsregelingen.

In Nederland waren er in 2002 ruim 56.000 gymnasiasten (ruim 6% van alle leerlingen in het voortgezet onderwijs; ongeveer een kwart van de vwo-leerlingen). Veel Nederlandse scholengemeenschappen en lycea hebben een gymnasiumafdeling (in 2002 waren het er 287).

Vergelijking met Vlaanderen
Het gymnasium komt overeen met het vroegere Vlaamse schooltype klassieke humaniora, met daarin de studierichtingen Latijn-Grieks, Latijn-Wiskunde, Latijn-Wetenschappen en Latijn-Moderne talen.

Het atheneum komt overeen met het vroegere Vlaamse schooltype moderne humaniora, met de richtingen Wetenschappen A (wiskundig), Wetenschappen B (wetenschappelijk), Economische en Menswetenschappen (later omgedoopt tot humane wetenschappen).

Beide typen humaniora worden tegenwoordig gerekend tot het algemeen secundair onderwijs (ASO).