As Matrizes de Referência do Saeb orientam o processo de construção das provas e dos itens que as compõem. Elas traduzem a associação entre os conteúdos praticados nas escolas brasileiras do ensino fundamental e médio, as competências cognitivas e as habilidades utilizadas pelos alunos no processo da construção do conhecimento.

Na elaboração das Matrizes de Referência do Saeb, optou-se pela estratégia de definir descritores, concebidos e formulados para identificar os níveis de desempenho dos alunos, por meio dos itens da prova.

Também foi levado em consideração que os alunos avaliados têm faixas etárias e escolaridades diferenciadas e, portanto, apresentam, sob o modelo adotado, níveis diferenciados de competência para operar diferentes conteúdos. Essas competências são traduzidas objetivamente em termos de diversas habilidades, evidenciadas pelas respostas dos alunos aos itens de prova de uma série específica. Trabalhando com esse conjunto de conceitos, propõe-se verificar o que o aluno sabe, em função das etapas próprias do seu processo de desenvolvimento. 

A opção teórica, de natureza cognitivista, adotada nas Matrizes de Referência do Saeb para a construção dos descritores prioriza, portanto, a avaliação de conteúdos na perspectiva das competências e habilidades neles implícitas. Além disso, as Matrizes de Referência do Saeb têm como base as Diretrizes Curriculares Nacionais e a nova LDB.

Os pressupostos básicos do cognitivismo (interação sujeito-objeto do conhecimento e as construções intelectuais necessárias às respostas) estão presentes nos documentos relativos às Matrizes, tanto em Língua Portuguesa quanto em Matemática. Cabe ainda lembrar que, na elaboração de itens, a preocupação foi detectar em que etapa de construção dessas noções os alunos se encontram, possibilitando, assim, um diagnóstico mais preciso.