十六中学始建于1934年，原名广州培桂中学，由近代著名教育家、民主革命活动家，被周恩来誉为“一代宗师”马君武先生创建。1953年改为公办，当年由著名语言学家王力题写校名，1994年被评为首批广东省一级学校。
学校以“把16中办成观念新、队伍强、质量高、校风好、环境美、设备先进、管理科学、有特色的现代化学校”为办学目标，以“自主学习、自我教育、自求发展”为办学模式和培养目标和培养目标，并以“志、勤、美”的校风，“乐业、爱生、严谨、创新”的教风，“勤奋、扎实、灵活、创造”的学风统一思想和步调，以学生发展为本，为学生可持续发展奠基，全面实施素质教育，坚持培养个性特长。
于1993年学校被评为首批广东省一级学校，2006年12月通过了广东省国家级示范性普通高级中学初期督导验收，2007年12月被评为广东省高中教学水平评估优秀等级学校，2010年增设南校区(广州市第七十九中学)，实现了大面积、高速度地提高办学水平的目标。
学校先后荣获全国示范家长学校、广东省文明单位、广东省教育系统先进集体、广东省师德建设先进集体、广东省绿色学校、广州市文明单位标兵、广州市先进集体、广州市文明示范校园等称号。
在“整体优化、为国育人”的思想指导下，学校全面实施素质教育，培养学生个性特长，教学质量稳步提高。已连续14年获市高中毕业班工作评估一等奖，连续12年获市、区初中毕业班工作评估一等奖，高考、中考多项指标位居广州市前列，越秀区第一。学生学习基础扎实，品德行为良好，参加全国、省、市区级各类竞赛，获奖人数众多。
学校制定了“教育观念新、师德风尚好、教育理论和知识技能水平高、科研能力强”的队伍建设目标，在教职工中形成了“事业第一、工作第一、学生第一”良好风气。
德育特色学校坚持以德育科研推动德育工作的发展，以“三自教育”模式的探索为主线，努力做到德育工作课题化。先后开展了“整体构建学校德育体系的深化研究与推广实验”、“青少年行为习惯与人格的关系研究”、开展“中学生公民道德教育实验研究”、“团体心理辅导”等课题实验，结合学习和贯彻《中共中央国务院关于进一步加强和改进未成年人思想道德建设的若干意见》，根据学生不同年龄阶段的成长规律，进行“各年级学生‘自我发展’目标设计实施策略及管理评价”的德育改革，并以此为课题进行研究，形成各年级思想教育主题和目标递进层次，加强德育的针对性和实效性。