מטרת מסלולי אתגר היא לחשוף תלמידים מצטיינים לחזית המחקר במדעי החיים כבר משנת לימודיהם הראשונה.

מסלול אתגר מיועד לסטודנטים מצטיינים, ומאפשר להם לקבל הדרכה אישית וקורסים ייחודיים לאורך כל שנות לימודיהם, מתוך כוונה להכשירם לקריירה במחקר מדעי. תלמידי 'אתגר' נחשפים מראשית לימודיהם למחקר המתבצע במכון למדעי החיים, ורוכשים כלים מתקדמים לתכנון, ביצוע והערכה של מחקר עדכני בכל תחומי מדעי החיים.  

התכנית מיועדת לתלמידים מצטיינים שהתקבלו לחוג, אותרו כמתאימים ע"ס חתך הקבלה שלהם, והוזמנו להשתתף בה. בתכנית נשארים רק תלמידים מצטיינים בפועל. תנאי המעבר משנה לשנה הינו ציון ממוצע 90. סטודנט שלא התקבל לתוכנית וסיים את שנה א' עם ממוצע ציונים 90 ומעלה, רשאי להגיש בקשה להתקבל לשנה ב ' אתגר. בקשות אלה יישקלו על ידי החוג .

תלמידי אתגר נדרשים להשלים לפחות  150 נ"ז לתואר בוגר . הם חייבים בכל חובות התואר הרגיל במדעי החיים, ובנוסף 15 נ"ז של קורסים ייחודיים לתוכנית (כגון קורס מעבדה מרוכזת בת שבוע במפרץ אילת). התכנית מציעה לימודים ייחודיים, המבוססים על לימוד עצמי.

תלמידי אתגר זוכים החל משנה א' להדרכה אישית צמודה של לפחות ארבעה מרצים, להלן "חונכים", המציגים בפניהם מחקרים חדשניים של חוקרי המכון. "חונכים" אלה מלווים את התלמידים במשך שלוש שנות הלימודים לתואר. אחד החונכים מתפקד גם כ "חונך מייעץ", האחראי על תיאומים, יעוץ ואדמיניסטרציה של כל תלמידי האתגר באותו שנתון.

ניתן ללמוד בתכנית "אתגר" במספר שילובים:
• היקף חד חוגי + חטיבה (4019),
• היקף חד חוגי מורחב (4020)
• שילוב של אתגר מדעי החיים עם חוג במדעי הטבע (4021)
• שילוב תוכניות הצטיינות אחרות (כגון אתגר במדעי החיים- קוגניציה (4026),או אתגר ביולוגיה בחוג כימיה ביולוגיה(566). 
 
את מספר נקודות הזכות הנדרשות בקורסי אבני פינה, יש לבדוק באתר  אבני פינה