Przedmiotem badań programu PISA są umiejętności uczniów uporządkowane w trzech następujących dziedzinach: czytanie i rozumowanie w naukach humanistycznych (reading literacy), matematyka (mathematical literacy) oraz rozumowanie w naukach przyrodniczych (scientific literacy). Te trzy dziedziny uważa się za decydujące o możliwościach dalszego rozwoju, zarówno indywidualnego jak i społecznego i gospodarczego. Teoretyczne założenia pomiaru umiejętności zakotwiczone są w koncepcji uczenia się przez całe życie (Lifelong Learning). Program PISA bada, w jakim stopniu uczniowie w końcowej fazie powszechnego jednolitego kształcenia dysponują kapitałem wiedzy i umiejętności, potrzebnych we współczesnym świecie w dorosłym życiu, w tym również na rynku pracy.

Badanie jest adresowane do uczniów z jednego rocznika, bezpośrednio po ukończeniu piętnastego roku życia. W Polsce są to głównie uczniowie trzecich klas gimnazjum. Każdy z uczniów biorących udział w teście wypełniał kwestionariusz z pytaniami na temat szkoły, nauki i opinii związanych z główną dziedziną badań. Zasadniczym narzędziem, stanowiącym podstawę badania umiejętności uczniów, był test kompetencyjny.

Oprócz gimnazjalistów, w 2006 roku w Polsce badaniem dodatkowo objęto uczniów liceów ogólnokształcących, techników, liceów profilowanych i zasadniczych szkół zawodowych. Łącznie z gimnazjalistami w badaniu wzięło udział około 10 000 uczniów z 329 szkół.

Informacja podana za Instytutem Filozofii i Socjologii PAN więcej na stronie PISA .