מחקר פיזה 2015 נערך בישראל במהלך חודש מרץ 2015. לצורך ביצוע המחקר נדגמו באופן אקראי כ-200 בתי ספר. בכל בית-ספר נדגמו באופן אקראי כ-46 תלמידים, מכלל הכיתות והשכבות בבית הספר. התלמידים שנדגמו, השיבו על מבחן ושאלון רקע, ומנהל בית הספר שנדגם השיב על שאלון. מחקר פיזה הוא מחקר ממוחשב במלואו - הן המבחנים והן שאלוני הרקע הועברו באופן ממוחשב.

המחקר בדק את שלושת תחומי האוריינות (מדעים, קריאה ומתמטיקה) עם דגש על תחום אוריינות המדעים. בתחום זה שולבו שאלות עם הנפשות והדמיות (סימולציות) של ניסויים מדעיים. לצד שלושה תחומים קבועים אלו, נבדק במחקר תחום אורח: פתרון בעיות שיתופי (Collaborative problem solving), בו תלמידים מתמודדים בפתרון בעיות במשותף עם עמיתיהם.

‍