תהליך האיתור של ילדים מחוננים מתחיל במבחן שלב א’  (מבחן הסינון) המתבצע בבתי הספר בכיתה ב’ (ובחלק מהארץ,  ובמגזר הערבי, לכיתות ג’). במבחן זה נערך איתור ראשוני של הילדים בעלי הסיכוי הגבוה ביותר להתאים להשתתפות בתכניות המחוננים ו”מסננים” תלמידים אלה להמשך מיון.

התלמידים שהשיגו את טווח 15% מהציונים הגבוהים ביותר במבחן שלב א’ מוזמנים למבחן נוסף הידוע בתור שלב ב’ ( מבחן איתור המחוננים). רשאים לגשת למבחן שלב ב’ לאיתור מחוננים גם ילדים שהוריהם או הצוות החינוכי בביה”ס המליץ עליהם.

מבחן שלב ב’ מבוסס יכולות קוגניטיביים כלליים (באמצעות בחינת יכולות שפתיות והבנה מתמטית). הילדים שמאותרים בין ה-3% העליונים מתקבלים לתוכנית המחוננים בעוד שילדים שהשיגו ציונים הנמצאים בטווח שבין 3% ל- 8% מתקבלים לתכניות המצטיינים המתקיימות אחר הצהריים במרכזי העשרה אזוריים.

תהליך האיתור מתחיל כשנה לפני הפניית התלמיד למסגרות הטיפוח הייחודיות. 
ברוב הערים בארץ נערכים המבחנים בכיתה ב’  והתלמידים שעברו את מבחן המחוננים מתחילים ללמוד במסגרות הייחודיות בכיתה ג’ , אך בערים מסוימות התכנית מתחילה בכיתה ד’ נערכים המבחנים לתלמידי כיתה ג בהתאמה. 

לתכניות הייחודיות למחוננים מומלצים תלמידים שהישגיהם במבחן שלב ב’ הגיעו לאחוזון הארצי של כ- 97 מכלל אוכלוסיית התלמידים בשנתון הנבחן.   לתכניות המצטיינים, המתקיימות במספר מרכזים ברחבי הארץ מומלצים תלמידים השייכים גיאוגרפית לאותו מרכז שהישגיהם היו באחוזון הארצי של כ- 92 ולא הגיעו לאחוזון ה- 97.

 חשוב לציין כי המבחנים הנערכים בארץ מבוססים על בדיקת יכולת לימודית כללית ואינם מתייחסים כישרונות אחרים הנבדקים בארצות אחרות בעולם כמחוננות במוסיקה או ביצירתיות.