国家义务教育质量监测的开展是以PISA(国际学生测评项目)、TIMSS(数学和科学学习趋势国际测评项目)等国际大型学生测评项目的经验为基础，所研发的学科监测工具吸收了国际相关标准化工具研制的测量学技术，同时也具有良好的本土化特征。例如，监测工具坚持能力导向，强调综合运用和问题解决能力，体现学科素养的养成，强调题目素材来源于现实生活情境，关注对学生认知过程的考查,弱化对书写准确性、计算速度、识记能力等的过分追求;监测工具编制考虑了不同地域学生在文化、习俗、地理环境、教学材料、学习条件等方面存在的巨大差异，力求体现公平性性原则;监测工具难度恰当，题目类型分布广泛，能对不同层次学生的知识和能力水平进行监测。
又如，监测要全面测查学生对课程标准的达成度，这就需要比较大的题目容量，但这又将对学生造成过重的测试负担。为此，监测采用了在国际学生测评中被广泛使用的“矩阵设计”、“锚题等值”技术，其将所有测试题目平均分散于若干个题本，每个学生只需完成其中一个题本即可。监测结束后，相关专家通过等值技术的运用，使得完成不同题本的成绩具有可比性，这就使得我们既能在整体上了解学生对课程标准的达成度，又解决了学生的测试负担问题。而且，这一等值技术还能使得同一学科在不同年度测试的成绩具有可比性，从而使我们能够通过监测数据跟踪到国家教育质量的进展与变化。
这些评价测量技术的运用都建立在我们对国际先进测量评价技术的同步跟进基础上，这也使我们获得了国际同行的高度评价。法国教育部预测评估司司长Michel Quéré先生评价说，“中国的监测评价工作虽起步晚，但一起步就紧跟国际最新的理念、技术，发展成就令人钦佩”。
