Peserta didik yang memiliki bakat dalam bidang akademik tertentu bisa mengikuti klub belajar. Dalam klub belajar akan mendapatkan fasilitas yang lebih dari teman-temannya yang tidak mengikuti klub. Fasilitas tersebut berupa pembinaan oleh alumni, guru, dan pembina khusus klub dari guru bidang studi dan dosen. SMAN 4 Denpasar memiliki 11 klub belajar diantaranya Klub Biologi, Fisika, Matematika, Kimia, Astronomi, Komputer, Ekonomi, Geografi dan Kebumian, Bahasa Inggris, Bahasa Jerman, dan Klub Bahasa Jepang.