SMA Muhammadiyah menggunakan kurikulum tingkat satuan pendidikan yang disesuaikan dengan ciri khas sekolah, kurikulum Muhammadiyah dan adaptasi kurikulum internasional. Pembelajaran di SMA Muhammadiyah 10 GKB dilaksanakan pada hari Senin sampai dengan hari Jum’at, dimulai sejak pukul 06.30 dan berakhir sampai pukul 15.30. Hari Sabtu diisi dengan kegiatan ekstrakurikuler dan kegiatan pembinaan seperti Bina Prestasi dan Klinik Pembelajaran bagi yang mengikuti. Dalam satu pekan beban belajar siswa adalah 48 jam pelajaran yang terdiri dari mata pelajaran wajib, muatan lokal, dan mata pelajaran pengembangan diri khas SMA Muhammadiyah 10 GKB.
• Religion Week adalah kegiatan pengembangan diri berbasis Al-Islam. Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk pendalaman materi Al-Islam dalam bentuk aplikasi pada kehidupan sehari-hari.
• Business Centre adalah kegiatan pengembangan diri berbasis enterpreneurship untuk melatih jiwa kewirausahaan bagi siswa SMA Muhammadiyah 10 GKB Gresik.
• CR10=Creative Research SMAM 10 GKB Gresik adalah kegiatan pengembangan diri yang bercirikan penelitian dan melatih kemampuan siswa dalam menyusun karya tulis berbasis riset.
• Kuliah tamu adalah kegiatan pengembangan diri kuliah umum untuk membahas topik tertentu yang mutakhir dengan nara sumber dari dosen dari perguruan tinggi ternama atau praktisi yang berkompeten.
• Motivation Day adalah kegiatan pengembangan diri untuk membangun motivasi intrinsik dalam diri siswa agar dapat meningkatkan prestasinya. Motivation day dibimbing oleh motivator nasional yang dapat menginspirasi siswa dalam meraih mimpi dan cita-citanya .
• Studi Ekskursi adalah kegiatan pengembangan diri yang bertempat di luar area sekolah. Dalam kegiatan ini siswa mengunjungi instansi, pusat penelitian atau perusahaan yang bekerja sama dengan SMA Muhammadiyah 10 GKB Gresik.
• Campus Visit adalah kegiatan pengembangan diri untuk menumbuhkan minat pada dunia kampus lebih awal.
Penjurusan dilaksanakan saat siswa naik ke kelas XI. SMA Muhammadiyah 10 GKB mengakomodasi 2 jurusan, yaitu Jurusan IPA dan Jurusan IPS. Penjurusan siswa didasarkan pada potensi akademik, minat dan bakat, didukung dengan hasil psikotes pemilihan jurusan. Pada jurusan IPA siswa tidak perlu lagi mempelajari mata pelajaran Ekonomi, Sosiologi, dan Geografi. Alokasi waktu untuk mata pelajaran tersebut dialihkan ke mata pelajaran Biologi, Fisika, dan Kimia. Demikian sebaliknya pada Jurusan IPS. Meskipun tidak terdapat jurusan Bahasa, SMAM 10 GKB membekali siswa-siswinya dengan kemampuan bahasa yang memadai. Bahasa asing yang dipelajari tidak hanya Bahasa Inggris, tetapi juga terdapat dua bahasa Asing lain yaitu Bahasa Arab dan Bahasa Jepang.
Pembelajaran di SMA Muhammadiyah 10 GKB dituntaskan dalam 5 semester. Pada semester ke-6 siswa tidak lagi disibukkan dengan menghabiskan materi pembelajaran sehingga dapat berkonsentrasi penuh pada kegiatan ujian, terutama UNAs dan tes masuk perguruan tinggi. Bagi siswa yang tidak memiliki keinginan untuk melanjutan ke jenjang perguruan tinggi, sekolah memfasilitasi dengan sertifikasi keahlian khusus sesuai dengan passion siswa. Sedangkan bagi siswa yang berminat untuk melanjutan ke jenjang perguruan tinggi, sekolah berupaya untuk menjalin hubungan baik dengan perguruan tinggi agar SMAM 10 GKB Gresik dikenal baik di kalangan perguruan tinggi. Upaya itu meliputi mengikutsertakan siswa secara aktif pada kegiatan dan perlombaan yang diadakan oleh perguruan tingggi, bekerja sama dalam penggunaan laboratorium perguruan tinggi, mengundang dosen dari perguruan tinggi ternama untuk memberikan kuliah di SMA Muhammadiyah 10 GKB Gresik dan beberapa upaya lainnya.
Lulusan SMA Muhammadiyah 10 GKB dituntut untuk memenuhi sejumlah kompetensi. Dalam bidang Al-Islam siswa diharapkan memiliki hafalan minimal 2 Juz untuk siswa reguler, sedangkan untuk kelas Tahfidz, target hafalan siswa adalah 5 Juz yang meliputi Juz 28,29,30, juz 1, dan juz 2. Pada bidang kognitif, siswa ditargetkan untuk memiliki rata-rata nilai mata pelajaran sebesar 8,00. Siswa juga diharapkan untuk memiliki budaya literasi dan meneliti dengan dibuktikan dengan satu siswa dapat membuat satu buku. Dari seluruh kompetensi lulusan yang dimiliki oleh siswa SMA Muhammadiyah 10 GKB Gresik diharapkan lulusan SMA Muhammadiyah 10 GKB Gresik memiliki daya saing yang tinggi dengan sesama Lulusan SMA khususnya di kota Gresik dan umumnya di Indonesia.