神木市实验中学校徽融合了校名“神木市实验中学”（中英文）、小篆“神”字、柳条、建校时间等作为主形象元素。
校徽整体布局融合为圆形图案，象征着学校对于培养学生全面发展的办学宗旨以及开放包容与教育教学创新的和谐融合。
神木市实验中学：在毛泽东书法作品中撷选，具有笔势迅疾、雄伟瑰丽、欹侧险绝、苍劲挺拔等特点。
“神”：采用清代篆刻家、书画家吴让之的小篆作品，遒劲流畅、凝整沉着、圆润均匀、端庄严谨，体现了神木市实验中学扎根神木、创造神奇以及与“神”有关的的广泛寓意。
“2023”：为学校建校时间。
“SHENMU EXPERIMENTAL MIDDLE SCHOOL”：学校英译。
柳条：代表学校校址在煤海明珠大柳塔，象征着新生、活力、成长和发展。
红色：作为校徽的主色调，象征着积极乐观、热情真诚和勇于创新、追逐梦想的赤诚之心。
校训：厚德、严谨、博学、勇毅。从启功书法作品中撷选，沿用大柳塔镇党委书记、神木市实验中学校长王国卿为培文·陕西大柳塔一中、二中拟定的校训。2024年，培文·陕西大柳塔一中将成为神木市实验中学北校区，培文·陕西大柳塔二中整建制并入神木市实验中学，最终形成“一校两区”的完全中学。