Có 3 mức độ đánh giá tư duy trong bài thi, gồm:
Mức độ 1-Tư duy tái hiện: Thể hiện khả năng nhớ lại kiến thức, thực hiện tư duy theo những quy trình đã biết. Các hành động tư duy cần đánh giá: Xác định, tìm kiếm, lựa chọn, nhắc lại, đặt tên, ghép nối...
Mức độ 2-Tư duy suy luận: Thể hiện khả năng lập luận có căn cứ, thực hiện tư duy phân tích, tổng hợp dựa theo vận dụng quy trình thích ứng với điều kiện. Các hành động tư duy cần đánh giá: phân loại, so sánh, chỉ được minh chứng, tổng hợp, vận dụng, đưa ra lý lẽ, suy luận, giải thích, áp dụng, tóm tắt…
Mức độ 3-Tư duy bậc cao: Thiết lập và thực hiện được các mô hình đánh giá, giải thích dựa trên bằng chứng. Các hành động tư duy cần đánh giá: phân tích, đánh giá, phân biệt, phán đoán, lập luận (nhiều bước), kiểm tra giả thuyết…
Trong bài thi đánh giá tư duy, ba năng lực tư duy đã được xác định gồm: Tư duy toán học; tư duy đọc hiểu và tư duy khoa học/giải quyết vấn đề.
Phần đánh giá Tư duy toán học: Nội dung gồm kiến thức về các lĩnh vực số học, đại số, hàm số, hình học, thống kê và xác suất. Phần đánh giá này nhấn mạnh tới tư duy định lượng và áp dụng phần tính toán hoặc ghi nhớ các công thức phức tạp.
Phần đánh giá Tư duy đọc hiểu: Đánh giá khả năng đọc nhanh và hiểu đúng.
Phần đánh giá Tư duy khoa học/giải quyết vấn đề: Đánh giá khả năng tính, giải thích được dữ liệu; chỉ ra được phương án phù hợp với thông tin khoa học; thiết lập và thực hiện được các mô hình đánh giá, suy luận và kết quả thử nghiệm...