I en stor rapport som samlade resultaten om skotska skolor under en fyraårsperiod lyfte han fram "variabla" standarder inom primärutbildningen.
Dr Maxwell sa att ekonomiska begränsningar hade varit en utmaning för utbildningen.
Men han sade att inspektörerna överlag hade blivit imponerade av det engagemang som ledarna och personalen visat.
Dr Maxwell sade att han hade funnit "många starka sidor" inom alla utbildningssektorer och exempel på "uthålliga innovativa metoder".
I rapporten - Kvalitet och förbättring inom skotsk utbildning 2012-2016 - anges fem nyckelområden för förbättring:
Utbildningsinspektörerna sade att den skotska utbildningen hade genomgått en period av "mycket betydande reformer".
Doktor Maxwell, som talade vid Larbert High School, där rapporten lades fram, sade: " Våra inspektörer har överlag blivit imponerade av det starka engagemanget hos ledare och personal för att förbättra resultaten för barn och ungdomar.
"Högkvalitativt ledarskap kommer att vara avgörande för att se till att tillräckliga framsteg görs inom alla sektorer för att fortsätta att säkerställa förbättringar i utbildningspraxis och uppnå vår nationella ambition att se till att alla inlärare kan nå sin potential, oavsett bakgrund.
"Vi anser att en effektiv förbättring av dessa fem prioriterade områden på ett avgörande sätt kommer att bidra till att uppnå de dubbla målen spetskompetens och rättvisa för skotska elever som står i centrum för den nationella förbättringsramen."
EIS generalsekreterare Larry Flanagan sade att rapporten var ett "väsentligt arbete" som betonade de fortsatta styrkorna i Skottlands utbildningssystem, inklusive de mycket höga nivåer av engagemang som visas av Skottlands lärare.
Han tillade: " Utbildningen i Skottland måste vara mer proaktiv när det gäller att stödja skolor och lärare.
"Kritik har uttryckts av många medlemmar, till exempel om dåligt stöd och bristande kommunikation kring införandet av nya nationella kvalifikationer.
"Som en välfinansierad byrå måste den leverera detta viktiga stöd samt ge en kritisk röst till regeringens politiska beslutsfattande, som bör bevisas hela tiden."
"En sak som är mycket tydlig i hela rapporten är graden av förändring jämfört med omfattningen av nedskärningar i hela utbildningen, och detta kommer att fortsätta att skapa utmaningar tills åtstramningspolitiken upphör och utbildningsbudgetarna ökas avsevärt."
Scotland Chief Education Inspector Bill Maxwell har sagt att viktiga aspekter av utbildning måste förbättras.