国内外对于TIMSS和PISA数学测评的研究分为两大类。一类是单独就TIMSS或PISA测评进行研究，另一类是对两者进行横向比较分析。
单独的研究包括对TIMSS和PISA的测评框架、内容及结果分析的介绍，相关技术的运用，数学学习能力维度，与本国相比相关成绩影响因素的探讨，以及对TIMSS或PISA成绩趋势的研究。
丹麦数学教育家尼斯（MNiss）在他编辑的《数学教育测评调查——一份国际数学教育委员会的研究》[23]中，较早地系统分析了TIMSS测评的发展历程、目的和研究设计等，[24]同时也探讨了国际学业成就比较的有效性问题，并主要以TIMSS为例展开了相关探讨，涉及信息的资源、相关方法技术及数据处理过程控制等。[25]学者罗提茨基（A.Routitsky）和特纳（R.Turner）在2003年系统分析了PISA测评中的试题形式及其作用，[26]学者特纳和亚当斯（R.J.Adams）则完整地回顾了至2007年为止，PISA测评的组织、技术运用、抽样、质量控制、结果报告等内容。[27]该类文章后面又有很多，此外还有众多文章集中于对学生数学学业成就影响因素的讨论上。[28]由于TIMSS每四年开展一次，PISA每三年开展一次，这样的循环设计使两个项目都可以对参与国学生学业成就变化进行趋势研究。所谓的趋势研究，是指将同一个国家的学生在不同轮次测评上的表现进行比较，分析其发展变化的趋势。趋势研究可以让各参测国家清楚地了解国内的教育结果在一段时间内的变化情况，亦可以结合教育环境的相关信息分析这种变化产生的可能原因。如立陶宛对其学生在TIMSS1995、1999和2003年三次测评中数学成绩的变化情况进行了分析，发现立陶宛学生在三次测评上的数学成绩逐渐提升，这说明该国国内教育的改革是有效的。[29]
中国对PISA或TIMSS的研究也非常多。就收集到的资料来看，中国最早系统介绍PISA数学测评的是国家考试中心研究员任子朝先生，[30]其主要工作在于将PISA数学测评的相关理念和实际试题案例以系列论文的形式进行介绍。作为PISA中国上海项目组秘书长，上海教育科学研究院副院长陆璟研究员结合2009年PISA测评的相关结果及内容，于2013年撰写出版了《PISA测评的理论和实践》。该书主要以2009年PISA测评为例，系统介绍PISA测评的组织架构、实施及结果反馈等，但没有对PISA测评的整个发展脉络进行系统梳理。华东师范大学数学系鲍建生教授在其编著的《追求卓越——从TIMSS看影响学生数学成就的因素》一书中系统回顾了TIMSS的形成过程及发展，同时就学生的非智力因素和教育背景（包括对数学学习的态度、对数学的兴趣、对数学学习的看法、学习数学的动机、对数学学习的自信心、学生的课外活动、学生的家庭教育背景）、数学课程、教师教学三个方面的影响，通过学生在TIMSS测评中数学成就的已有信息和数据结果进行了分析。
在中国知网上所能收集到的论文，涉及PISA数学测评的共有98篇（至2016年2月16日为止，以PISA或国际学生评估项目为搜索关键词，删除涉及阅读、科学及其他非数学测评类资料后所得结果），涉及TIMSS数学测评的共有35篇（至2016年2月16日为止，以TIMSS或第三次国际数学和科学研究、国际数学和科学研究趋势研究为搜索关键词，删除涉及科学等非数学测评资料后所得结果）。相应归类如表2-2所示。
表2-2 中国知网上有关PISA和TIMSS研究论文分布情况
由于国内一部分地区，如上海，正式参加了PISA测评，而中国大陆没有参加过TIMSS的正式测评，两者影响力的不同使得在研究论文数量上出现明显区别，对PISA测评的介绍性文章明显多于TIMSS测评。这些介绍性文章，主要集中在对测评框架、测评内容、测评特点、测评设计等方面进行描述。因为上海正式参加了PISA测评，国内还有一部分地区参加了相关试测，所以有一定的实际参与体验和比较多的资料，这使得在对PISA测评的介绍性论述中，又增加了有关题库建设、命题、评分编码、精熟度等问题的讨论和分析。
在与中国测评系统比较中，无论是PISA数学测评，还是TIMSS数学测评，都主要侧重于数学内容、数学能力或数学考试目标方面的比较分析。中国的测评系统有中考也有高考，但整个比较中，量化的比较少，基本以文字描述为主。
在所有文章中，所占比例仅次于介绍类文章的是关于成绩影响因素分析的文章，这些影响因素涉及学生个体、学校和家庭等层面，主要包括数学学习情感、数学自信、学生学习动机、学生参与度、学生和学校层面的社会经济文化水平、学校教育资源、师生关系、学生生活地域等因素。
在同时涉及PISA数学测评和TIMSS数学测评的论文中，两篇涉及基础教育质量检测系统，[31]一篇关于中考命题。[32]这些论文通过对PISA和TIMSS数学测评分别在输入—过程—输出系统建设、框架建设上进行分析和罗列，期望对我国相应系统建设和命题有所借鉴和启发。学者张华[33]、孔企平[34]、王正青[35]和徐波[36]等人，将两个测评放在国际数学教育评价或国际学业成就测评的框架内，就其发生和发展进行描述，重点体现出这两个测评的目的及整体概况。学者刘晓庆在其博士论文中，[37]从管理学的角度，以PISA测评和TIMSS测评作为案例，指出大规模测评对教育管理和教育决策的重要性。这些同时涉及PISA数学测评和TIMSS数学测评的论文，均未对测评系统的内在要素及相互关系充分进行分析。对本国或本地区的相关工作，如测评系统的构建或命题设计等，在操作层面上的有效指导性和实证性尚待进一步明确。
上述分析是基于论文呈现的角度，而从实际行动的角度来看，中国的北京、天津和上海等城市将PISA测评、TIMSS测评的相关设计尝试引入到本地区的质量监测中，形成了符合当地特色的质量监测指标体系。如北京的义务教育教学质量分析与评价反馈系统，上海的绿色指标测评，都力求形成学校—社会层面的义务教育阶段教育质量影响指标监测体系。还有从测评延伸到国别间数学教学和教研的交流，如以上海师范大学国际与比较研究院领衔的中英数学教师交流项目的组织和实施。一定程度上，在中国，特别是经济发达地区，呈现出国际大规模测评研究和本国或本地区内化之间日趋活跃的态势。
对TIMSS和PISA数学测评进行横向比较分析的研究之所以产生，一个主要原因在于PISA测评和TIMSS测评在调查结果上一直存在着差异。如西方国家学生在PISA测评中的表现普遍优于在TIMSS测评中的表现，而东欧和亚洲国家学生则在TIMSS测评中的表现普遍优于在PISA测评中的表现。因此，人们对这两项调查的比较抱有相当浓厚的研究兴趣。[38]鉴于此，很多学者对两个测评在测评目的、抽样、框架设计、测评内容等方面进行了分析，尝试对结果的差异性作出解释。
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