Lý thuyết trắc nghiệm cổ điển
Các tham số đặc trưng cho một đề kiểm tra

Lý thuyết Trắc nghiệm cổ điển quan niệm rằng năng lực của mỗi TS được xác định bởi một điểm thực T, thu được trong điều kiện phép đo không có sai số. Điểm thực được xác định như là điểm trả lời đúng kỳ vọng khi triển khai đề kiểm tra độc lập vô số lần. Tuy nhiên, điểm thực của một TS không bao giờ có thể thu trực tiếp, cái có được chỉ là một điểm quan sát X nào đó. Do đó có thể giả định là điểm quan sát bằng điểm thực cộng với một sai số E nào đó:
Quan hệ giữa 3 đại lượng trong biểu thức trên được sử dụng để đánh giá chất lượng của các điểm trắc nghiệm.
Độ tin cậy (reliability) của các điểm trắc nghiệm X được xác định bởi tỷ số của phương sai của điểm thực  {\sigma _{T}^{2}} và phương sai của điểm quan sát  {\sigma _{X}^{2}}:
từ đó:
Biểu thức trên biểu diễn tỷ số (tín hiệu/nhiễu): độ tin cậy càng cao khi phương sai của sai số càng bé so với phương sai của điểm thực. 
Theo Lý thuyết Trắc nghiệm cổ điển không thể biết T nên không thể trực tiếp xác định được độ tin cậy, do đó người ta tìm cách ước lượng theo các phương pháp khác. Một trong các phương pháp ước lượng độ tin cậy là sử dụng các đề kiểm tra tương đương, tức là các đề tạo nên điểm thực và phương sai điểm quan sát của mọi TS giống như đề gốc. Nếu có hai đề kiểm tra X và X’ tương đương thì giá trị kỳ vọng (điểm thực) và phương sai của các sai số phải bằng nhau, tức là:
và
Từ đó độ tin cậy bằng tương quan giữa các điểm số của hai đề kiểm tra tương đương:
Ước lượng độ tin cậy bằng phương pháp nêu trên rất phức tạp, vì rất khó tạo ra các đề kiểm tra tương đương. Một phương pháp để ước lượng độ tin cậy hay được sử dụng là dựa vào độ ổn định nội tại theo hệ số Alpha Cronbach. Hệ số này xác định giới hạn dưới của độ tin cậy của một đề kiểm tra tổng hợp bao gồm k đề kiểm tra con, được biểu diễn như sau:
trong đó  {\sigma _{i}^{2}},{\sigma _{C}^{2}} tương ứng là phương sai của đề kiểm tra con thứ i và phương sai của đề kiểm tra tổng hợp. Trong trường hợp riêng đối với một đề kiểm tra bao gồm nhiều CH dạng nhị phân thì  {\sigma _{i}^{2}} là phương sai của một CH trắc nghiệm nhị phân, có giá trị bằng  p_{i}q_{i}, khi ấy công thức của hệ số Alpha Cronbach trở về công thức Kuder-Richarson 20 quen biết..
Độ giá trị (validity) là một khái niệm quan trọng khác của đề kiểm tra. Yêu cầu quan trọng nhất của một phép đo lường trong giáo dục là phép đo ấy phải đo được cái cần đo. Nói cách khác, phép đo ấy cần phải đạt được mục tiêu đề ra cho nó. Phép đo bởi đề kiểm tra đạt được mục tiêu đó là phép đo có độ giá trị. Nói cách khác, độ giá trị của một đề kiểm tra là đại lượng biểu thị mức độ đạt được mục tiêu đề ra cho phép đo nhờ đề kiểm tra.
Để đề kiểm tra có độ giá trị cao, cần phải xác định tỉ mỉ mục tiêu cần đo qua đề kiểm tra và bám sát mục tiêu đó trong quá trình xây dựng các CH của đề kiểm tra cũng như khi tổ chức triển khai kỳ thi. Nếu thực hiện các quá trình nói trên không đúng thì có khả năng kết quả của phép đo sẽ phản ánh một cái gì khác chứ không phải cái mà ta muốn đo bằng đề kiểm tra. 
Qua định nghĩa về độ tin cậy và độ giá trị, có thể thấy rõ mối tương quan giữa chúng. Khi đề kiểm tra không có độ tin cậy, tức là phép đo nhờ đề kiểm tra rất kém chính xác, thì không thể nói đến độ giá trị của nó. Nói cách khác, khi đề kiểm tra có độ tin cậy thấp thì nó cũng không thể có độ giá trị cao. Ngược lại, một đề kiểm tra có độ tin cậy cao thì không nhất thiết sẽ có độ giá trị cao, vì đề kiểm tra đó có thể đo chính xác, nhưng đo một cái gì khác chứ không phải cái nó cần đo, trong trường hợp đó thì đề kiểm tra có độ tin cậy cao nhưng độ giá trị thấp.