2011年TIMSS系针对参与评比的全球六十三国和14个地区(包括美国部份州个别参加)的四年级生及八年级生进行在数学与科学领域的学习成就能力评估。TIMSS每四年进行一次评比研究，2011年是TIMSS的第五轮测试，之前施测年度分别为1995年、1999年、2003年、2007年。本次全球共有超过588,000名学生参加(The TIMSS & PIRLS International Study Center，2012)。

本次2011年《国际数学与科学趋势研究报告》，美国有9个州以足够样本数参与评比，可以进行国际比较，其中麻州表现突出，尤其在八年级的科学评量平均567分，仅居新加坡(590)之后，并与台湾(564)、南韩(560)相当，没有显着差异。

2011年《国际数学与科学趋势研究报告》主要名列前茅国家，在四年级数学表现方面，依序为新加坡、南韩、香港、台湾及日本；在八年级数学表现方面，为南韩、新加坡、台湾、香港、日本；在四年级科学表现方面，为南韩、新加坡、芬兰、日本、俄罗斯、台湾、美国；在八年级科学表现方面，为新加坡、台湾、南韩、日本、芬兰等。

根据教育周刊(Education Week)的报导，分析比较美国的本次表现，包括南韩、新加坡、台湾等亚洲国家的八年级学生将近半数在数学都达到进阶(advanced)水准，但是美国参与该项评比的学生只有7%达到进阶水准。波士顿学院(Boston College)的TIMSS及PIRLS国际研究中心共同执行主任穆里斯（Ina Mullis）指出:“各界关切最明显的趋势是全球各国学童成就落差，尤其亚洲国家明显在数学成就超越其他国家，这个落差从1995年首届TIMSS举办时就开始，而且并未随着时间缩短”。

本次评比，俄罗斯、魁北克、香港及日本的八年级数学也都超过美国，尤其俄罗斯首次超过美国。美国四年级数学排名第八，位于新加坡、南韩、香港、台湾、日本、北爱尔兰及比利时之后，超越德国、爱尔兰、匈牙利、澳洲等国，本次美国分数自从2007年进步12分，为541分。在科学部份，南韩、新加坡、日本、台湾及俄罗斯在四年级及八年级均超过美国。按:TIMSS分距从0-1000，500为全球平均。

事实上，美国在2009年《国际学生能力评量计画》（PISA）成绩并不理想，甚至低于全球平均，而这次TIMSS则超过全球平均。专家分析是因为TIMSS和PISA测验的国家、学生、方式并不相同。PISA系针对经济合作暨发展组织（Organization for Economic Cooperation and Development，OECD）先进国家为主进行评比，而TIMSS包含一些较低开发国家；PISA施测对象为15岁学龄学生，而TIMSS为四年级及八年级学生；PISA与TIMSS施测的内容重点也不相同。

根据波士顿学院Boston College的TIMSS及PIRLS国际研究中心共同执行主任马丁（Michael O. Martin ）指出:“TIMSS和PIRLS是《课程本位的评量》( curriculum-based assessments)，主要评估学生被教导与学习的成果；PISA则为《能力本位途径》(skills-based approach)，聚焦在工作世界(work world)的能力转换”。

本次美国9个州以足够样本数参与评比，所以可以进行国际比较，但其中四年级只有佛罗里达及北卡罗来纳州参与。这些州当中，麻州表现突出，尤其是科学领域，四分之一的麻州学生达到进阶水准，新加坡则为33%学生达到进阶水準。明尼苏达州八年级科学为553分，也与前几名国家并列。

美国教育统计中心（National Center for Education Statistics）主任Buckley特别称许这些州的杰出表现，他也建议政府在借镜其他国家之同时，也应重视这些州的经验。2011年TIMSS也加入新的指标，包括学生学习经验、学前学校参与、学生数学及科学课程的投入、霸凌经验等

美国国家教育统计中心已将历年TIMSS成绩资料分析整理设置TIMSS International Data Explorer (IDE) 资料库，网址为: http://nces.ed.gov/surveys/international/ide/，而为了进行比较及提供州层级的资讯，并发展一套《2011年NAEP与TIMSS连结比较研究》，网址为http://ies.ed.gov/whatsnew/newsletters/july10.asp?index=roundnces ，参与的各州可以比较其TIMSS与《全国教育进步测验》(National Assessment of Educational Progress，NAEP)之表现，进行与世界国家学生学习情形的比较分析，以作为政策规划参考。