โครงการบ้านนักวิทยาศาสตร์น้อย ได้กำหนดขอบเขตการศึกษา เพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน (Education for Sustainable Development : ESD) โดยเชื่อมโยงและประยุกต์มิติการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ มาปรับให้เหมาะสมกับเด็กปฐมวัย ซึ่งดัดแปลงเป็นสามเหลี่ยมของการพัฒนาอย่างยั่งยืน (Sustainable Development Triangle) ประกอบด้วยสามด้าน แต่ละด้านมีความสัมพันธ์กันและต้องรักษาสมดุลกัน ได้แก่ ด้านสังคม (Society) ด้านเศรษฐกิจ (Economy) และ ด้านสิ่งแวดล้อมหรือระบบนิเวศ (Environment/Ecology)

แนวคิดสำคัญในการจัดการการศึกษาเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน ได้เปลี่ยนจากการจัดการศึกษาแบบเดิม คือ มนุษย์เป็นศูนย์กลางการเรียนรู้ (Human Center) เน้นพัฒนาตัวเด็กให้เป็นคนเก่ง มีความสามารถ เปลี่ยนเป็นส่งเสริมและพัฒนาให้เด็กคำนึงว่า โลกเป็นศูนย์กลาง (Earth Center) ของการพัฒนาสิ่งต่าง ๆ ที่จะต้องพึ่งพาซึ่งกันและกัน ผู้เรียนเกิดความตระหนัก (Realize) ในประเด็นปัญหาต่าง ๆ เกี่ยวกับโลก นำไปสู่การลงมือ (Act) ร่วมจัดการกับปัญหา และเสริมศักยภาพ (Empowerment) ให้แก่ผู้เรียนจัดการกับปัญหา แม้ผู้เรียนจะเกิดความตระหนักรู้ถึงปัญหาต่าง ๆ เช่น ปัญหามลพิษ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่ก็ไม่ได้ลงมือแก้ปัญหา หรือไม่รู้ว่าควรจะลงมือแก้ปัญหาอย่างไร ดังนั้นแนวทางการจัดการเรียนรู้ จะเน้นที่การลงมือ (Action) ในการจัดการกับปัญหาในชีวิต ซึ่งจะช่วยให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการพัฒนาอย่างยั่งยืนได้อย่างแท้จริง