样本数的设定，固然要考虑一般抽样原则，但也必需兼顾TEPS的主要目标：除了提供叙述性的统计数据外，更能做进一步的因果机制的分析，以回答基础研究与政策的问题。因果分析愈深入，通常需要的样本数就愈高，甚至高出一般描述性统计样本的数十倍，仍不一定有足够的统计变异量，去做精确的推论。
总样本数 --- 做为一个公用的多目的调查，我们可以想到钗h重要的研究主题，会需要3,000个以上的样本数。使用国外panel教育调查资料，而在一流社会学、经济学期刊中发表的论文，大部份分析都使用一万到两万名学生。国际上有关学校的重要学术研究，都有上千的学校数。就以美国国会于1964年立法要求执行的教育调查研究计画为例，调查对象就包括了将近4,000所学校，仅是高中学生的样本数就将近25万人，其研究报告的The Coleman Report就改写了美国近代的教育研究的历史。相对而言，我们的资料库所牵涉到的学生总数不算特别多。
学校数 ---- 就以美国教育部1988年的中学生长期追踪调查（NELS：88）而言，其资料就包括约1,000所学校及两万多名的8年级学生。我们只抽到539所学校，其中必须兼顾各级学校（国中、高中/职和五专）、各类学程、公私立、以及城乡之差异，所以从统计分析的角度来看，这个数目已经不甚理想，若要进行学校层次，较为细緻的分析，可能会捉襟见肘。其中对学生样本数的考量，是因为深入的因果分析对大样本之需求，而不是因为美国人口众多。
班级数 ---- 台湾的中学与美国的不一样，每个年级都有固定的班级，而不是随著科目而重组，因此，原则上研究者可以区分班级和学校对学生学习的效应。但因为在每所学校必须尽量多抽一些班级，才能达到有效区分的目的，所以在经费的限制下，我们每个年级约抽了1,000至1,200班（每所学校平均约四班）。其实这个班级数也只和NELS的学校数差不多，如果要与学校的效应区分的话，这样的班级数显然不算多。
每班的抽样人数 ----由于TEPS採用三个类属层次（nested groups）的设计，所以必须要有足够的学校数、班级数和学生数，才能应付未来使用者对多层次因果机制分析的需求。每一个层次在进行多变项因果分析时的统计精确性，是本计画样本设计之关键所在。为了确保一定程度的统计稳定性，再加上流失率的考量，第一波调查至少每班15人。