大手模試データにおける東京都立多摩科学技術高校の偏差値は61〜63程度で推移しています。これは都立駒場高校や小金井北高校、町田高校などの進学校に隣接する学力帯ですが、入試の性質は普通科と明確に異なります。
近年の多摩科学技術高校の倍率推移を見ると、一般入試の実質倍率は例年1.3倍〜1.5倍台で推移しており、都立の専門学科としては屈指の人気を維持しています。特に都立多摩科学技術高校の推薦入試は例年2.5倍〜3.5倍という高倍率を記録。推薦入試では集団討論や個人面接に加え、科学的思考力や表現力を問う専門的な実技検査（小論文・口頭試問形式）が課され、「なぜこの学校でなければならないのか」を論理的に語れるかどうかが厳格に審査されます。
学力検査（一般入試）における多摩科学技術高校の過去問合格ラインの目安は、換算内申（65点満点）で48〜52以上、当日の学力検査（500点満点・英国数理社）で390点〜415点（得点率約8割）がボーダーゾーンです。東京都中学校英語スピーキングテスト（ESAT-J）のスコアを含めた総合得点では、1000点満点換算で770点〜800点を確実に超える得点力が求められます。理科・数学の配点比重が高いわけではなく全教科均等配点であるため、理数に突出していても国語や英語で失点を重ねると合格ラインを割り込むリスクがあります。
