เป็นการวิเคราะห์ที่ใช้ทดสอบนักเรียนแล้วนำผลการสอบไปประเมินผลแบบอิงกลุ่ม  ซึ่งเป็นการประเมินโดยนำคะแนนผลการสอบของนักเรียนแต่ละคนไปเปรียบเทียบกับคะแนนของนักเรียนคนอื่น ๆ ในกลุ่มเดียวกัน  การประเมินผลในลักษณะนี้เกิดจากแนวความคิดที่ว่า  ในการจัดการเรียนการสอนนักเรียนย่อมมีความแตกต่าง เป็นรายบุคคล ดังนั้นแบบทดสอบที่ดีควรจำแนกคนเก่งออกจากคนอ่อนได้  การวิเคราะห์ข้อสอบอิงกลุ่มทำได้ 2 ลักษณะ  คือการวิเคราะห์ข้อสอบเฉพาะตัวเลือกที่ถูกและการวิเคราะห์ข้อสอบทั้งตัวเลือกที่ถูกและประสิทธิภาพของตัวลวง
          การหาค่าความยากของข้อสอบ
          ความยากของข้อสอบหาได้โดยการเอาสัดส่วน หรือจำนวนร้อยละของคนที่ตอบ
ข้อสอบข้อนั้นถูกกับจำนวนคนทั้งหมด  เขียนในรูปสูตรได้ดังนี้
  
     
           ตัวอย่าง      ข้อสอบข้อหนึ่งมีคนตอบถูก 40 คน  จากคนทั้งหมด 50  คน
        
        
           ค่าความยากของข้อสอบมีลักษณะดังนี้
          1.  ค่าความยากของข้อสอบ (p) จะมีค่าอยู่ระหว่าง  .00  ถึง  1.00
          2.  ข้อสอบที่มีค่า  p มาก  ข้อสอบข้อนั้นมีคนตอบถูกมาก  แสดงว่าข้อสอบง่าย
          3.  ข้อสอบที่มีค่า  p  น้อย  ข้อสอบข้อนั้นมีคนตอบถูกน้อย  แสดงว่าข้อสอบยาก
          4.  ข้อสอบที่มีค่า  p = .50  เป็นข้อสอบที่มีความยากปานกลาง  หรือมีความยากง่ายพอเหมาะ
          5.   การแปลความหมายค่าความยากของข้อสอบกรณีตัวถูก  มีเกณฑ์ดังนี้
                      ค่า  P     .81 -  1.00    หมายความว่า       ง่ายมาก  ควรตัดทิ้ง
                                    .61 - .80        หมายความว่า       ง่าย  พอใช้ได้
                                    .51 - .60        หมายความว่า       ค่อนข้างง่าย  ดี
                                    .50                 หมายความว่า       ยากง่ายพอเหมาะ  ดีมาก
                                    .40 - .49        หมายความว่า       ค่อนข้างยาก  ดี
                                    .20 - .39        หมายความว่า       ยาก  พอใช้ได้
                                    .00 - .19        หมายความว่า      ยากมาก ควรตัดทิ้ง
          6.  ค่าความยากสำหรับผู้สอบแต่ละกลุ่มจะมีค่าไม่เท่ากัน  โดยปกติกลุ่มผู้สอบที่เก่งกว่าจะมีค่าความยากสูงกว่ากลุ่มอ่อน แต่หากผู้สอบแต่ละกลุ่มมีความสามารถใกล้เคียงกันแล้วก็จะมีผลให้ค่าความยากของข้อสอบใกล้เคียงกัน
          7.  ค่าความยากที่เหมาะสมนั้นไม่คงที่  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจุดมุ่งหมายหรือสถานการณ์ในการสอบ แต่ละครั้ง 
          8.  การพิจารณาค่าความยาก กรณีที่เป็นตัวลวง ตัวลวงที่ดีจะต้องมีคนเลือกตอบบ้างและ ไม่มากนัก   ตัวลวงใดที่ไม่มีผู้ใดเลือกตอบเลย  ถือว่าเป็นตัวลวงที่ผิดจนชัดเจนเกินไปจัดเป็นตัวลวงที่ไม่ดี 
          9. ในทางปฏิบัติ ในแบบทดสอบฉบับหนึ่งจะประกอบด้วยข้อสอบที่ง่ายจำนวนหนึ่ง  ข้อสอบที่ยากจำนวนหนึ่ง  และข้อสอบที่มีค่าความยากปานกลางเป็นส่วนใหญ่
          การหาค่าอำนาจจำแนกของข้อสอบ
           ค่าอำนาจจำแนกของข้อสอบ หมายถึง ความสามารถของข้อสอบแต่ละข้อในการจำแนกคนที่อยู่ในกลุ่มเก่งออกจากคนที่อยู่ในกลุ่มอ่อนได้ นั่นคือข้อสอบข้อใดมีอำนาจจำแนกดี  คนเก่งจะตอบถูก  คนอ่อนจะตอบผิด  สัญลักษณ์ที่ใช้แทนค่าอำนาจจำแนกคือ  “ r ” ซึ่งมักจะหาได้จากสูตร  ดังนี้
     
           ตัวอย่าง     ถ้าแยกผู้สอบออกเป็นกลุ่มเก่งและกลุ่มอ่อนกลุ่มละ 40 คน
                              ข้อสอบข้อหนึ่งมีคนตอบถูกในกลุ่มเก่ง 30 คน ในกลุ่มอ่อน 10 คนจะมีค่าอำนาจจำแนก  ดังนี้
         
                 =   .75   -   .25
                 =   .50
           ค่าอำนาจจำแนกมีค่า เท่ากับ  .50
           ค่าอำนาจจำแนกจะมีลักษณะดังนี้
           1.   ค่าอำนาจจำแนก (r) จะมีค่าตั้งแต่   - 1.00  ถึง   +1.00
           2.  ข้อสอบข้อใดที่จำนวนคนตอบถูกในกลุ่มเก่งมากกว่าจำนวนคนตอบถูกในกลุ่มอ่อน  ค่า r จะเป็นบวก
           3.  ข้อสอบข้อใดจำนวนคนตอบถูกในกลุ่มเก่งน้อยกว่าจำนวนคนตอบถูกในกลุ่มอ่อน ค่า r ติดลบ  เป็นข้อสอบที่ใช้ไม่ได้
           4. ข้อสอบข้อใดจำนวนคนตอบถูกในกลุ่มเก่งและกลุ่มอ่อนเท่ากัน  ค่า r  จะเป็น .00
           5. การแปลความหมายค่าอำนาจจำแนกของข้อสอบกรณีตัวถูก  มีเกณฑ์ดังนี้
               ค่า       r          .40 ขึ้นไป หมายความว่า      จำแนกได้ดีมาก
                                .30-.39         หมายความว่า       จำแนกได้ดี
                                .20-.29          หมายความว่า       จำแนกได้พอใช้
                               ต่ำกว่า .20       หมายความว่า      จำแนกไม่ดี  ไม่ควรใช้
            6.  ค่าอำนาจจำแนกสำหรับตัวถูกควรมีค่าตั้งแต่  +.20  ขึ้นไป
            7. การพิจารณาค่าอำนาจจำแนกของตัวลวง  ตัวลวงที่ดีนั้นจะต้องมีคนอ่อนเลือกตอบมากกว่าคนเก่งเสมอ
ตัวลวงตัวใดที่คนเก่งเลือกตอบมากกว่าคนอ่อนแสดงว่าตัวลวงนั้นผิดปกติไม่ควรใช้ ตัวลวงที่ใช้ได้ควรมีค่าอำนาจ
จำแนกตั้งแต่ .05 ถึง .50
            การแสดงคุณภาพของข้อสอบโดยกราฟ
            เพื่อให้การแปลความหมายของคุณภาพข้อสอบในแง่ความยากและอำนาจจำแนกง่ายขึ้นและสะดวกในการดูคุณภาพ
ของข้อสอบทั้งฉบับว่าเป็นอย่างไรอาจจะใช้วิธีการนำเอาค่าอำนาจจำแนกและค่าความยากของข้อสอบแต่ละข้อมาจุดลงใน
กระดาษ กราฟ โดยให้แกนนอนเป็นค่าอำนาจจำแนก ซึ่งมีทั้งค่าบวกและค่าลบ ส่วนแกนตั้งเป็นค่าความยากซึ่งมีค่าบวกเพียงอย่างเดียวตาม ตัวอย่าง
        
              ความหมายของช่องต่าง ๆ ในกราฟ
                      ช่อง      1     ข้อสอบที่มีค่าอำนาจจำแนกไม่ดี  และง่ายเกินไป
                      ช่อง      2     ข้อสอบที่มีค่าอำนาจจำแนกไม่ดี  แต่มีค่าความยากพอเหมาะ
                      ช่อง      3     ข้อสอบที่มีค่าอำนาจจำแนกไม่ดี  และยากเกินไป
                      ช่อง      4     ข้อสอบที่มีค่าอำนาจจำแนกดี  แต่ง่ายเกินไป
                      ช่อง      5     ข้อสอบที่มีคุณภาพดีทั้งค่าอำนาจจำแนกและค่าความยาก
                      ช่อง      6     ข้อสอบที่มีอำนาจจำแนกดี  แต่ยากเกินไป