學術競爭力
a. 專業背景：各專業申請不會硬性規定必須本科專業是一致的，但是跨學科申請建議是同申請專業有相關性的。例如電子工程專業申請建議本科為光學、物理、工程或相關專業，要求申請人擁有較強的數學、物理、計算機科學或工程背景。
b. 課程選修：不同專業要求不同，除申請專業相關的專業課之外，比較通用的是數學、計算機科學、統計的先修課。例如電子工程專業常規先修課要求包括基本電路理論、信號與系統、電子電路、工程電磁學、物理電子、微積分、統計、計算機編程等；而統計專業常規先修課要求則包括數學分析、高等數學、線性代數、微積分、概率論與統計、計算機編程等。
c. 課程成績：理工科申請是中國學生申請比較多的方向之一，因此對申請者課程平均分的要求普遍都在3.0 以上，優秀的院校更是要求學生至少達到3.5 以上。
d. 科研經歷：理工科院校通常對申請人的科研經歷極為看重。對於在校學生，最能體現學習能力的除了課程成績，無疑就是科研項目或實習中的表現。除了基礎學習能力，學校更願意招收在某些領域有科研經歷、甚至取得過一定成就，發表過高質量論文的學生。因此，好的科研不僅是必須的，而且極其重要，這就要求大家對科研的方法、專業知識有足夠的積累。
至於專業相關的實習同樣也能反映對專業知識的應用能力以及對新知識的接受能力，應引起重視，爭取機會。實習和科研的比重，也視具體專業及實習工作內容而定，比如説，申請的是工程管理、金融工程等專業，那麼工作經驗很重要。如果計算機、電子工程等專業，如果是在IBM 做研發，這樣的工作經驗就是研究經驗。在申請計算機科學或電子工程的時候會有很重要的作用的。
e. 跨學科學習能力：美國的理工科教育非常強調“創造力”。展示自己跨學科的學習能力和探索的經驗會打動招生官。以美國斯坦福大學校長漢尼詩提出的T 型人才培養模式為代表，美國大學認為教育的長期價值並不只是積累知識或技巧，而是要有能力在這些知識或技巧間建立新鮮聯繫，有能力整合所受教育和親身經歷中的不同元素，以應付面臨的問題和挑戰。
漢尼詩指出，未來教育的重點和趨勢將注重學生綜合能力的培養，不具備綜合能力就不能成為決策的決定者，跨越學科合作才能做成大事。尤其到了研究生階段，美國各大學的課程設置重視學科滲透和文理交叉。很多大學還建立跨學科研究中心、課題組和試驗中心來設立和發展跨學科課程。學生還被鼓勵跨校選課甚至修雙學位。
外語能力
外語能力則可以從申請人的TOEFL 和GRE 成績體現出。申請人應該儘早準備標準化語言考試。同時，個別院校，如康奈爾大學，弗吉尼亞大學，卡耐基梅隆大學和芝加哥大學等對申請人的單項小分有最低要求。不僅如此，哥倫比亞大學的工程學院，塔弗茨大學的工程學院等都陸續在申請中加入了視頻錄製或者面試流程，對申請人的口語能力也是一個考驗。
除此以外，雖説理工科對語言要求相對低一些，但學校也會從材料的細微處去發掘申請人的溝通能力，這也是外語能力的一部分，這方面，申請人可以通過參加學生社團，志願活動，辯論隊等去補足。
思考辨析能力：
思考辨析能力包括創造性思維，推理分析，歸納解決，獨立性思維等。申請人一方面可以從描述自己在進行學術科研時如何靠搜索相關學術論文，改進實驗步驟，完善結果，解決某個瓶頸問題等體現自己的創造性，獨立性以及分析解決問題的能力。
另一方面，可以從調研所申請專業的各學校項目，包括專業的課程設置、培養方案、科研項目、師資力量和就業數據等，結合這些方面的調研結果，從而描述出自己對於所申請學校的獨特性、學校項目對於申請人未來學業上的幫助等體現自己的獨立思考，以及分析歸納能力。