2016年试卷更加强调"能力立意"，以数学知识为载体，从问题入手，把学科的整体意义，用统一的数学观点组织材料，对知识的考查侧重于理解和应用，尤其是综合和灵活地应用，以此来检测考生将知识迁移到不同情境中去的能力，从而检测出考生个体理性思维的广度和深度以及进一步学习的潜能。如文7题、文13理8题、理12题分别通过定量计算判断直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系，平面向量的概念、向量和、数量积的基本运算，二项式定理和通项公式，考查考生根据法则、公式进行正确运算的运算求解能力。文3理3题、文11理11题通过程序框图的基本结构、语句及功能等知识，考查考生对程序框图基本逻辑结构的理解、掌握和必要的数据处理能力。文18理17题则要求考生能根据图形想象出直观形象，并添加适当的辅助线，正确地分析图形中的基本元素进行线线、线面、面面关系的灵活转化，考查空间想象能力，或应用空间向量将几何元素之间的关系数量化的计算求解能力。与此同时，试题的编排由易到难，层次分明，既考查考生的共同基础，又关注不同考生的选择需求。如文理3，4，5，6，9，15题，以及文14理13题、文19理18题，所考查的统计、线性规划、三视图、线面位置关系与简易逻辑、函数的性质、双曲线的离心率，函数与方程、数列等问题均是所有考生的共同基础;而文18理19题都是考查空间立体几何问题，虽然线面平行证明的条件相同，但载体并不相同，并且理科第一问证明线面平行作为文科第二问;文理21题考查主体都是椭圆，文科第一问可以由a，c的值直接得到椭圆的方程，理科则需要考虑抛物线与椭圆的位置关系得到椭圆方程，充分考虑文、理科考生思维的不同特点，符合文、理科考生各自的认知要求。
试题重视数学能力即数学思维能力的考查，重视考生的数学运算能力、逻辑思维能力和空间想象能力。考生在解决问题过程中，需要灵活运用数学的基本方法，通过缜密的推理和论证，寻找解题策略，全面展现理性思维能力。如文理5，6，9题、文科12，13，14题、理科13，14，15题，分别通过空间想象、直觉猜想、归纳抽象、符号表达、运算推理、演绎证明等诸方面，对客观事物中的数量关系和数学模式做出思考和判断;文18理17、文21第二问、理科16题第一问、20题第二问、21题第二问则着重考查推理论证能力。
试题深刻考查考生思维的敏捷性、严密性和灵活性，深度地考查了考生提出、分析和解决问题的能力，数学表达和交流的能力，以及独立获取数学知识的能力。如文16、理19题作为概率应用题，考生阅读题目后，首先需要把"儿童乐园的趣味活动和"星队"的猜成语活动这两个情境数学化，接着利用古典概率类型的概念和独立事件同时发生的原理和方法，用符号记录各个基本事件并计算各个概率数值，然后结合情境解释小亮获得水杯与获得饮料的概率的大小以及"星队"两轮得分之和的分布列和数学期望。
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