秦汉中学的体育教育非常出色，被评为“全国校园足球特色学校”“全国青少年校园篮球特色学校”“全国青少年校园冰雪体育传统特色学校”“陕西省学生体育协会理事单位”“西咸新区体育传统项目学校”。学校践行“无体育，不清华”的精神，运动场地占校园面积近三分之一，有标准的400米环形标准塑胶操场及看台、200米环形小型塑胶操场，篮球馆可承担国家级赛事，还有设施设备齐全的武术、塑身、瑜伽和体操教室等，运动设施齐全，门类众多，条件在陕西省名列前茅。
构建了“以体立人3+1+1”体育课程体系。以课程建设为起点，引导学生积极参与；以主题活动为特色，扩大普及程度；以整合资源为保障，增强学校发展后劲，积极探索体教融合，为有特长的学生搭建平台的同时，帮助学生进行系统有效的训练，全力提高学生各项专业水平；学校以“春夏秋冬”为主线，通过田径运动会、足篮排球联赛、趣味运动会、定向运动挑战赛等形式，开展丰富多彩的校园体育活动，为学生提供了多样化的体育参与机会，形成了“四季秦汉·多彩体育”的校园体育文化氛围。学校还设有马约翰班（体育特长班），为有体育特长的学生提供专项培养。
学校在体育赛事中成绩优异，学生充分发扬马约翰体育精神，顽强拼搏，先后有1000余名学生在各级各类比赛中斩获奖牌，多名学生获得国家运动员称号，并考入北京体育大学等高等学府。