פיזור ההישגים במתמטיקה מוגדר על פי הפער שבין הציון המייצג את המאון ה-5 (הציון ש-5% התלמידים החלשים ביותר במדינה נתונה מצויים מתחתיו) ובין הציון המייצג את המאון ה-95 (הציון ש-5% התלמידים הטובים ביותר במדינה נתונה מצויים מעליו). המדינות מוצגות בסדר יורד על פי גודלו של מדד פיזור זה. ישראל נמצאת בין המדינות "המובילות" מבחינת פיזור ההישגים במתמטיקה. פיזור הציונים בישראל (332 נקודות) גבוה מממוצע פיזורי הציונים בקרב המדינות המשתתפות (282 נקודות), וגבוה גם בהשוואה לפיזורי הציונים בכל המדינות הדומות לישראל בממוצע הישגיהן במתמטיקה ומכל שאר 20 המדינות שממוצע הישגיהן במתמטיקה גבוה מממוצע המדינות המשתתפות (כמוצג בתרשים 4.1). למעשה, רק בשתי מדינות (טורקיה-345 נקודות, וקטאר-335 נקודות) נמדד פיזור ציונים במתמטיקה הגבוה מזה שנמדד בישראל.
פערים מגדריים בהישגים במתמטיקה.
לעיתים, פערים בהישגים לימודיים בין תלמידים במערכות החינוך מתבטאים גם בפערים בין-מגדריים. בשבע מהמדינות שהשתתפו במחקר הישגי הבנות במתמטיקה גבוהים במובהק מהישגי הבנים (פער ממוצע של 17 נקודות), ואילו בשש מהמדינות הישגי הבנים גבוהים במובהק מהישגי הבנות (פער ממוצע של 9 נקודות). הפער בהישגים במתמטיקה לטובת הבנות ניכר בעיקר במדינות ערביות, דוגמת עומאן (32 נקודות) וירדן (19 נקודות) – דפוס החוזר במבחנים בין-לאומיים ובמבחנים ארציים נוספים.  פער גדול לטובת הבנים נמצא בצ'ילה (18 נקודות), ברוסיה ובהונגריה (9 נקודות). בשאר 26 המדינות, ובכללן ישראל והמדינות הדומות לה בממוצע הישגיהן במתמטיקה (למעט כאמור הונגריה), לא נמצא הבדל מובהק סטטיסטית בין הישגי הבנים והישגי הבנות במתמטיקה.
ההישגים במתמטיקה לפי מגזר שפה.
בדיקת ממצאי המחקר לפי מגזר השפה מתבצעת למעשה באמצעות חלוקה לבתי-ספר דוברי עברית ולבתי-ספר דוברי ערבית.
קיים פער הישגים של כשלושה רבעים סטיית תקן בין שני מגזרי השפה לטובת התלמידים בבתי-ספר דוברי עברית. בהתאם לכך, שיעור המצטיינים בבתי-ספר דוברי עברית גבוה כמעט פי שלושה, ואילו שיעור התלמידים שהישגיהם "מתחת לסף" גבוה פי 3.5 בבתי-ספר דוברי ערבית;
ההישגים במתמטיקה לפי רקע חברתי-כלכלי ומגזר שפה.
בכלל האוכלוסייה ובכל מגזר שפה בנפרד, ככל שהרקע החברתי-כלכלי של התלמידים גבוה יותר, כך גם גבוהים הישגיהם במתמטיקה. קיים פער של למעלה מסטיית תקן שלמה בין ממוצע הציונים של תלמידים מרקע גבוה לזה של תלמידים מרקע נמוך (112 נקודות בקרב דוברי עברית ו-130 נקודות בקרב דוברי ערבית); בתוך כל קבוצת רקע חברתי-כלכלי בנפרד, פערי ההישגים בין מגזרי השפה מצטמצמים, בעיקר בקרב תלמידים מרקע גבוה או בינוני, אך גם בקרב תלמידים מרקע נמוך;
בבתי-ספר דוברי עברית – קיים פער של כשליש סטיית תקן בין תלמידי הפיקוח הממלכתי לתלמידי הפיקוח הממ"ד, לטובת תלמידי הפיקוח הממלכתי.
ההישגים במתמטיקה לפי תחומי תוכן ומיומנויות קוגניטיביות.
מניתוח ההישגים בתחומי התוכן השונים, בראייה פנים-ישראלית וביחס למדינות הדומות לישראל בממוצע הישגיהן במתמטיקה, עולה תמונה שלפיה תחום האלגברה מהווה חוזקה יחסית, ואילו תחום הגאומטריה מהווה חולשה יחסית. מניתוח ההישגים במיומנויות הקוגניטיביות עולה כי בקרב כלל האוכלוסייה אין פער של ממש בהישגים במיומנויות השונות. זאת הן בקרב כלל התלמידים והן בקרב כל מגזר שפה בנפרד.
מדעים - 2015.
לפי דו"ח ראמ"ה על מחקר טימס 2015, המדינות בעלות ממוצעי ההישגים הגבוהים ביותר הן מדינות ממזרח אסיה: קרי סינגפור, יפן, וטאיוואן (597, 571, ו-569 נקודות, בהתאמה). המדינות בעלות ממוצעי ההישגים הנמוכים ביותר הן דרום אפריקה, מצרים, בוטסואנה, מרוקו, ערב הסעודית ולבנון (358, 371, 392, 393, 396, ו-398 נקודות, בהתאמה). ממוצע הציון הכולל במדעים בישראל הוא 507 נקודות.  ממוצע זה גבוה באופן מובהק סטטיסטית מממוצע הציונים הכולל של 39 המדינות שהשתתפו במחזור המחקר הנוכחי שעומד על 486 נקודות (להלן "ממוצע המדינות המשתתפות"). על פי ממוצע זה ישראל מדורגת במקום ה-19 במדרג המדינות שהשתתפו במחקר על פי ממוצע הישגיהן במדעים.
פיזור ההישגים במדעים מוגדר על פי הפער שבין ציון המייצג את המאון ה-5 (הציון ש-5% התלמידים החלשים ביותר במדינה נתונה מצויים מתחתיו), ובין הציון המייצג את המאון ה-95 (הציון ש-5% התלמידים הטובים ביותר במדינה נתונה מצויים מעליו). המדינות מוצגות בסדר יורד על פי גודלו של מדד פיזור זה. פיזור הציונים בישראל (342 נקודות) גבוה מממוצע פיזורי הציונים בקרב המדינות המשתתפות (296 נקודות), וגבוה גם בהשוואה לפיזורי הציונים בכל המדינות הדומות לישראל בממוצע הישגיהן במדעים ומכל שאר 20 המדינות שממוצע הישגיהן במדעים גבוה מממוצע המדינות המשתתפות (כמוצג בתרשים 4.15). פיזור ציונים הגבוה מזה שנמדד בישראל נמצא רק בשמונה מדינות, שכולן מדורגות בחצי התחתון של מדרג ההישגים במדעים, ובכללן שלוש המדינות בתחתית המדרג.
הממצא בדבר פיזור גבוה זה של ההישגים הלימודיים בישראל חוזר בעקביות במחזורי המחקר של מבחנים בין-לאומיים שונים שישראל משתתפת בהם,  ובכללם מחקרי טימס קודמים.  בניגוד ליעד מערכת החינוך בישראל בעשורים האחרונים – לצמצם פערים בחינוך ובהישגים הלימודיים – לא זו בלבד שפיזור הציונים במדעים בישראל גבוה יחסית לשאר המדינות המשתתפות, אלא שגם בהשוואה למחזור המחקר הקודם חל בו גידול משמעותי של 34 נקודות (308 נקודות ב-2011).
פערים מגדריים בהישגים במדעים.
לעיתים, פערים בהישגים לימודיים בין תלמידים במערכות החינוך מתבטאים גם בפערים בין-מגדריים. ב-14 מהמדינות שהשתתפו במחקר הישגי הבנות במדעים גבוהים במובהק מהישגי הבנים (פער ממוצע של 28 נקודות), ואילו ב-5 מדינות בלבד הישגי הבנים גבוהים במובהק מהישגי הבנות (פער ממוצע של 11 נקודות). הפער בהישגים במדעים לטובת הבנות ניכר בעיקר במדינות ערביות, דוגמת ערב הסעודית (55 נקודות), בחריין (50 נקודות), כווית (47 נקודות), עומאן (45 נקודות), וירדן (41 נקודות). דפוס זה חוזר במבחנים בין-לאומיים נוספים.  פער לטובת הבנים נמצא בהונגריה (17 נקודות), בצ'ילה (12 נקודות), בהונג קונג ובאיטליה (10 נקודות), וארצות הברית (5 נקודות). בשאר 20 המדינות, ובכללן ישראל והמדינות הדומות לה בממוצע הישגיהן במדעים (למעט כאמור איטליה), לא נמצא הבדל מובהק סטטיסטית בין הישגי הבנים והישגי הבנות במדעים. לפירוט הציונים הממוצעים בקרב כל קבוצת מגדר בכל המדינות.
ההישגים במדעים לפי מגזר שפה.
בישראל בכלל ובקרב תלמידים דוברי עברית בפרט, שיעור התלמידים המצטיינים במדעים הוא גבוה. ישראל מדורגת במקום התשיעי מבחינת שיעור התלמידים המצטיינים, והיא הראשונה מבין ארבע המדינות הדומות לה בממוצע ההישגים במדעים. מצד שני, שיעור התלמידים המתקשים במדעים גבוה אף הוא, ובפרט בקרב תלמידים דוברי ערבית. שיעור התלמידים המתקשים בישראל הוא השני בגודלו, קטן רק מטורקיה, בקרב 21 המדינות שממוצע הישגיהן במדעים גבוה מממוצע המדינות המשתתפות.
קיים פער הישגים של למעלה משני שלישים סטיית תקן בין שני מגזרי השפה לטובת התלמידים בבתי-ספר דוברי עברית, ובהתאם לכך הבדלים ניכרים בשיעורי התלמידים המצטיינים והמתקשים; היעדר פער של ממש בין הישגי הבנים והבנות בכלל בתי-הספר בישראל, ובקרב תלמידים בבתי-ספר דוברי עברית, לצד פער של כרבע סטיית תקן לטובת הבנות בבתי-ספר דוברי ערבית;
ההישגים במדעים לפי רקע חברתי-כלכלי ומגזר שפה.
בכלל האוכלוסייה ובכל מגזר שפה בנפרד, ככל שהרקע החברתי-כלכלי של התלמידים גבוה יותר כך גם גבוהים הישגיהם במדעים. קיים פער של למעלה מסטיית תקן שלמה בין ממוצע הציונים של תלמידים מרקע גבוה לזה של תלמידים מרקע נמוך (110 נקודות בקרב דוברי עברית ו-128 נקודות בקרב דוברי ערבית); בתוך כל קבוצת רקע חברתי-כלכלי בנפרד, פערי ההישגים בין מגזרי השפה מצטמצמים, בעיקר בקרב תלמידים מרקע גבוה או בינוני, אך גם בקרב אלו מרקע נמוך;
ההישגים במדעים לפי סוג פיקוח (ממלכתי מול ממלכתי-דתי)..
בבתי-ספר דוברי עברית קיים פער של כ-30 נקודות בין תלמידי הפיקוח הממלכתי לתלמידי הפיקוח הממ"ד, לטובת תלמידי הפיקוח הממלכתי.
ההישגים במדעים לפי תחומי תוכן ומיומנויות קוגניטיביות
מניתוח ההישגים בתחומי התוכן השונים, בראייה פנים-ישראלית וביחס למדינות הדומות לישראל בממוצע הישגיהן במדעים, עולה תמונה שלפיה תחום הכימיה מהווה חוזקה יחסית, ואילו תחום מדעי כדור הארץ מהווה חולשה יחסית. בפילוח לפי מגדר נמצא פער לטובת בנים בבתי-ספר דוברי עברית בתחום של מדעי כדור הארץ, ופערים לטובת הבנות בבתי-ספר דוברי ערבית בכל התחומים, ובעיקר בכימיה ובביולוגיה. מניתוח ההישגים במיומנויות הקוגניטיביות עולה כי בקרב כלל האוכלוסייה אין פער של ממש בהישגים במיומנויות השונות. נמצאו פערים קטנים (כ-6–7 נקודות) לטובת הבנות בכל שלוש המיומנויות, שמקורם בפערים גדולים (כרבע סטיית תקן) לטובת בנות במגזר דוברי הערבית בלבד.
גוף הידע שנוצר בעקבות קיום המחקר.
ממצאי מחקרי טימס לאורך השנים משמשים לעריכת אנציקלופדיית טימס המכילה סקירה של מדיניות תוכניות הלימוד וההוראה במדינות המשתתפות במחקר. בנוסף מתפרסמים נתונים רבים מהמחקרים לאורך השנים במאגר המידע הבין לאומי של ארגון ה-IEA.
טימס בישראל.
מחקר טימס בישראל מבוצע על ידי הרשות הארצית למדידה והערכה בחינוך (ראמ"ה). המחקר מתקיים אחת לארבע שנים החל משנת 1995 וישראל השתתפה במחקר באופן מלא בשנת 1999, 2003, 2007, 2011, 2015 ו-2019. מחזור המחקר הבא יתקיים בשנת 2023. ישראל משתתפת במחקר עבור כיתות ח' בלבד.