Depuis 2012, l'enquête PISA évalue les élèves dans un nouveau domaine innovant à chaque cycle. Les évaluations dans les domaines innovants ciblent les compétences interdisciplinaires du 21e siècle (par exemple, la pensée créative), offrant aux pays/économies participant à l'enquête PISA une vision plus complète de la « préparation à la vie » de leurs élèves. Ce travail est source d'innovation, non seulement dans ce que l'enquête PISA évalue, mais aussi dans le format du test et dans la manière dont les résultats sont rapportés.
Le Research, Development and Innovation (RDI) programme mis en place par le comité directeur du PISA en 2018 étudie comment différents aspects du programme d'évaluation (par exemple, la conception des tests, les méthodes de notation) peuvent être améliorés.