進化をはっきりと示す化石証拠はダーウィンの時代には乏しかったが、現在では豊富に存在する。まず全体的なパターンとして、単純で祖先的と思われる生物は古い地層からも見つかるが、複雑で現生種に似た生物は新しい地層からしか見つからない。化石証拠の豊富な生物については、化石を年代順に並べることで、特定の系統の進化を復元することもできる。プランクトンは死骸が古いものから順に連続的に堆積していくので、このような研究が容易であり、有孔虫や放散虫、珪藻の形態が徐々に進化し、時には種分化する過程が確認できる。プランクトン以外にも、三葉虫の尾節の数の進化を示す一連の化石などがある。
生物は不変のものではなく、共通祖先から長大な年月の間に次第に変化して現生の複雑で多様な生物が生じたということが、膨大な証拠から分かっている。進化論は、チャールズ・ダーウィンなど複数の博物学者が動物や植物の分類学的な洞察から導きだした仮説から始まった。現在の自然科学ではこの説を裏付ける証拠が、形態学、遺伝学、比較発生学、分子生物学などさまざまな分野から提出されており、進化はほぼ確実に起こってきた事実である、と生物学者・科学者からは認められている。
進化とは、生物個体群の性質が、世代を経るにつれて変化する現象である。また、その背景にある遺伝的変化を重視し、個体群内の遺伝子頻度の変化として定義されることもある。この定義により、成長や変態のような個体の発生上の変化は進化に含まれない。また狭義に、種以上のレベルでの変化のみを進化とみなすこともあるが、一般的ではない。逆に、文化的伝達による累積的変化や生物群集の変化をも広く進化と呼ぶこともある。日常表現としては単なる「変化」の同義語として使われることも多く、恒星や政治体制が「進化」するということもあるが、これは生物学でいう進化とは異なる。進化過程である器官が単純化したり、縮小したりすることを退化というが、これもあくまで進化の一つである。退化は進化の対義語ではない。
初代校長には、前神奈川県立柏陽高等学校校長の佐藤春夫が就任した。佐藤は1969年（昭和44年）に数学教諭として赴任した新設後まもない柏陽高校において、東京大学、京都大学等の難関校に合格者を送り出した。2002年（平成14年）から同校の校長を5年間務めたが、その間文部科学省のスーパーサイエンスハイスクール (SSH) 指定を受け理系教育に力を入れ、また校長の立場においてもなお自ら教鞭を執るなど熱心な指導を通して国公立大学の合格者数を急増させるなどの実績を残し、2012年（平成24年）度に退職した。2012年（平成24年）度より栗原峰夫が、同校の二代目校長に就任した。2017年（平成29年）度より高校の校長が、附属中学校の校長を兼任することとなった。2019年（平成31年）度より永瀬哲が、同校の三代目校長に就任した。
校歌「知の開拓者」は、横浜市出身のシンガーソングライター、オオゼキタクが作詞・作曲を手がけた。2009年（平成21年）4月5日の開校記念式典では、オオゼキタクが第一期生や保護者など約800人の前で自ら披露した。この曲のCDは当校のみで販売している。附属中学校でも、高校と同じ校歌が使用される。
敷地面積約29200m²、延床面積約25000m²。生命科学実験室、ナノ材料創製室、環境生命実験室、電子顕微鏡室などの特色ある20室の実験・実習室を備え、学習諸室には、冷暖房や校内LANが完備される。その他の施設、設備としては、天体観測ドーム、CALL教室、アリーナ、トレーニングルーム、プール、370人収容のホール、生徒用コンピュータ400台など。事業費は約94億円（建設費、維持管理費等PFI事業費）。附属中学校開校による校舎改修工事によって、プロジェクト工房が金工・木工室へと改修された。敷地内に、東京大学大学院理学系研究科附属植物園から寄贈されたニュートンのリンゴの樹とメンデルのブドウの樹、ネイチャーから寄贈された月桂樹の樹が植えられている。
入学者選抜では、適性検査Ⅰと適性検査Ⅱが実施される。第一次選考（男女各36名）では、適性検査と調査書を基に算出される得点の上位から男女別に選抜し、第二次選考（定員を満たすまでの人数）では、適性検査の得点のみで上位から男女別に選抜される。
FACOMの番号付けは、100番台がリレー式、200・210番台がパラメトロン、以後は電子式（トランジスタ、集積回路）となっている。初期には、下2桁が00は試作機（100と200）、10の位は順番、1の位は計算機の桁数、という規則や、10の位が0はパラメトロンで科学用、1はパラメトロンで事務用、2はトランジスタで大型汎用、3はトランジスタで科学用、4はトランジスタで事務用、という規則もあったが、いずれも230シリーズより前の話である。初期には300番以降の番号もコンピュータに使われているが、後にはFACOM 603磁気テープ装置のように周辺機器にあてられている。以下で述べるFACOMの名の付いたリレー式計算機はプログラム制御方式である（という点ではコンピュータと言える）。プログラム制御方式であってもプログラム内蔵方式とするか否かは、具体的にどの程度メモリにプログラムを置けば「プログラム内蔵である」とするのかについて議論がある点だが、高橋秀俊によれば、リレー計算機でプログラム内蔵方式を採用したものは無い、とされている（プログラム内蔵方式の記事を参照）。情報処理学会のコンピュータ博物館ウェブサイトでは、FACOM 128Aを「プログラム非内蔵」としている。また日本ではコンピュータのことを電算機などと言うことがあり、「電算業務」といった形で電算と略しても使われているが、情報処理学会が歴史について調査した際に、学会誌『情報処理』に掲載された富士通における歴史を述べた記事によれば、このリレーによる計算機の時代に計算サービスを開始した際に（「電子」じゃないけど、ということで）使い始めた言葉であろう、と書かれている。