Bu çalışmada, TIMSS 2015 matematik başarı testini alan dördüncü ve sekizinci sınıf öğrencilerinin matematik başarısını etkileyen değişkenler incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda matematiği sevme, matematiğe olan ilgi, matematiğe ilişkin özgüven, ev ortamı ve okul ortamı değişkenlerini kullanarak, öğrencilerin matematik başarısının bağımlı değişken olduğu yapısal bir model kurulmuştur. Matematik başarısı ile ilgili değişkenlerin incelendiği bu araştırmanın türü, ilişkisel tarama modelidir. Araştırmanın çalışma grubunu TIMSS 2015 çalışmasına Türkiye'den katılan dördüncü sınıf düzeyinde 6456 öğrenci, sekizinci sınıf düzeyinde ise 6079 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmada öğrencilerin matematik başarıları ile ilgili değişkenler öğrenci anketlerinden elde edilmiştir.Verinin analizi için ilk olarak her bir değişkenin belirlenmesinde açımlayıcı faktör analizi kullanılmıştır. Daha sonra, yapısal eşitlik modellemesi kullanılarak her bir sınıf düzeyinde matematik başarısı ile ilişkili değişkenlerin etkisi incelenmiştir. Araştırma bulgularına göre, bağımsız değişkenler dördüncü sınıf düzeyinde matematik başarısındaki değişkenliğin %47'sini açıklarken, sekizinci sınıf düzeyinde %49'unu açıklamaktadır. Matematiğe ilişkin özgüven değişkeni her iki sınıf seviyesinde de matematik başarısı ile ilişkili en önemli değişkendir. Dördüncü sınıf seviyesinde matematiğe olan ilgi, öğrencilerin matematik başarıları ile pozitif bir ilişki gösterirken, sekizinci sınıflarda negative bir ilişki sergilemektedirler. Okul ortamı değişkeni ise her iki sınıf seviyesinde negatif ve küçük etkiye sahiptir.