Les TPE donnent aux élèves le temps de mener un véritable travail, en partie collectif, qui va de la conception à la production achevée.
À partir de thèmes nationaux, ils délimitent, par groupe de deux à quatre, les contours du sujet qu'ils ont choisi et qui doit croiser au moins deux disciplines. Ils mènent des recherches qui leur permettent d'apporter des réponses à la question qu'ils se sont posée et d'élaborer une production.
Ils peuvent envisager tout type de réalisation sur des supports divers (maquettes, poèmes, débats, dossier écrit, expérience scientifique, vidéo, page Internet….).
Les professeurs des différentes disciplines accompagnent conjointement la prise d'autonomie des élèves, veillent au caractère réaliste du projet qui doit être adapté aux connaissances et aux compétences de lycéens et les guident dans leur travail.
La démarche et les productions des élèves sont finalement évalués lors de présentations orales.

Les TPE sont un point d'appui aux cours traditionnels ainsi qu'une occasion donnée aux élèves de marcher sur la voie de l'autonomie.
On souhaite solliciter leur curiosité intellectuelle dans une situation d'apprentissage actif, former leur esprit critique et les motiver par un travail dont ils définissent eux-mêmes le sujet.
Dans une production qu'ils déterminent, ils vont mobiliser leurs savoirs et découvrir les liens qui existent entre les différentes disciplines, percevant mieux ainsi la cohérence des savoirs scolaires. Ils ont ainsi l'occasion de développer de nouvelles capacités et compétences, utiles pour la poursuite de leurs études, la vie sociale et professionnelle (travail en groupe, recherche documentaire, argumentation, maîtrise de l'outil informatique et d'Internet, expression orale…).
Ce travail favorise également l'acquisition des méthodes de travail.