Sankt Annæ Gymnasium blev oprettet i 1929 som Københavns Kommunes Sangskole. Sankt Annæ er et af de få profilgymnasier i Danmark. Det har en særlig musikprofil, som bl.a. betyder, at der er ekstra optagelseskrav. På Sankt Annæ Gymnasium er der en selvstændig MGK-afdeling. MGK (Musikalsk Grundkursus) er en treårig uddannelse som forberedelse til konservatoriet. Københavns Drengekor hører desuden til på Sankt Annæ Gymnasium.
I 2014 etablerede Københavns Kommune en såkaldt Europaskole som en del af Sankt Annæ Gymnasium. Baggrunden var et ønske om et gratis internationalt skoletilbud som et alternativ til de dyre private internationale grundskoler i det københavnske område. Europaskolerne er en gruppe skoler beliggende rundtomkring i Europa typisk ved større europæiske institutioner. Undervisningen følger Europaskolernes læreplaner fra børnehaveklasse til afslutningen på gymnasieniveau med en europæisk studentereksamen (EB). Skolen har omkring 900 elever og flyttede i 2018 ind i Carlsberg Byen.
Herudover rummer Sankt Annæ Gymnasium en speciel folkeskole, der efter en optagelsesprøve optager fra 3. klasse.
