Tes diagnostik adalah suatu model tes yang digunakan untuk mengetahui kesulitan belajar siswa dalam mempelajari suatu materi pada bidang studi tertentu. Materi yang ditanyakan pada tes diagnostik ditekankan pada konsep-konsep tertentu yang dianggap sulit dipahami oleh siswa. Hal ini sesuai dengan yang dinyatakan oleh Suharsimi bahwa tes diagnotik digunakan untuk mengetahui kelemahan-kelemahan siswa, sehingga berdasarkan kelemahan tersebut dapat dilakukan pemberian perlakuan yang tepat. Pelaksanaan tes diagnostik dapat dilakukan dengan cara tertulis, wawancara atau kombinasi keduanya.
Tes pilihan ganda (multiple choice) merupakan bentuk tes yang paling umum digunakan untuk penilaian dalam pendidikan. Tes jenis ini memiliki tiga unsur yaitu suatu permasalahan yang dinyatakan dalam suatu pertanyaan atau pernyataan, satu pilihan jawaban yang benar dan beberapa pilihan jawaban yang salah (distractor). Tes ini lebih representatif dan mewakili materi pelajaran, sebab jumlah butir soal yang dikeluarkan cukup banyak. Butir-butir tes lebih mudah dianalisa, baik dari segi validitas, reliabilitas, derajat kesukaran dan daya pembedanya. Dalam pemberian skor hasil tes, tester lebih obyektif dan tidak membutuhkan waktu yang lama.
Akan tetapi, hasil tes yang tinggi belum tentu mengungkapkan kemampuan siswa yang sebenarnya. Tidak tertutup kemungkinan hasil yang baik itu adalah keberuntungan yang diperoleh dari spekulasi, menebak secara asal atau mengutip jawaban teman, tanpa memahami sendiri jawabannya. Hal ini bisa menimbulkan kekeliruan (error) dalam pengukuran dan penilaian hasil belajar.
Untuk mengatasi keterbatasan tes pilihan ganda yang digunakan sebagai tes diagnostik, Treagust merancang suatu model tes pilihan ganda yang lebih sensitif dan efektif yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi miskonsepsi pada siswa. Model ini kemudian dikembangkan menjadi tes diagnostik bertingkat dua (two-tier diagnostic test). Dalam model ini, setiap item terdiri dari dua tingkat soal. Bagian pertama dari setiap item pilihan ganda merupakan suatu pertanyaaan dengan dua sampai lima pilihan jawaban. Bagian kedua terdiri dari beberapa pilihan jawaban yang menjadi alasan pemilihan jawaban pada bagian pertama. Pada bagian kedua ini terdapat jawaban yang benar dan beberapa jawaban yang mengindentifikasikan miskonsepsi siswa.
Tes diagnostik bertingkat dua ini digunakan untuk mengidentifikasikan miskonsepsi siswa dalam batas dan konteks yang jelas. Tes ini dapat digunakan secara berulang dan tidak membutuhkan waktu yang lama. Pemberian skor hasil tes pun lebih mudah, sehingga identifikasi miskonsepsi lebih mudah dilakukan. Beberapa ahli miskonsepsi telah menggunakan model tes ini untuk mengidentifikasi miskonsepsi siswa.
Dalam mengidentifikasikan miskonsepsi, data yang diberikan oleh siswa dikategorikan menjadi tiga kelompok konsepsi, yaitu : Paham, Miskonsepsi dan Tidak Paham. Paham dikategorikan jika kedua tingkat jawaban, baik itu tingkat pertama dan tingkat kedua, memperlihatkan respon yang benar. Miskonsepsi dikategorikan jika siswa memberikan respon yang benar pada tingkat pertama namun memberikan respon yang salah pada tingkat kedua atau siswa memberikan respon salah pada tingkat pertama akan tetapi memberikan respon yang benar pada tingkat kedua. Tidak paham dikategorikan jika siswa tidak memberikan respon atau memberikan respon yang tidak benar pada kedua tingkat jawaban.
