科学素养的具体组成可以用如图所示的“KIQ”模型来进行表示，同时也可以作为量度的参考。其中K（knowledge）指对科学基本概念和原理的理解；I（intelligence）指对解决科学问题的方法和过程的理解力；Q(quality)指对科学与社会关系进行综合评价的品质。这三个层次展现出了一定的结构特点，最下面的基础结构是K，也就是对于科学知识点以及科学术语的掌握，中间层是I，是对于出现的问题的理解以及解决问题的能力，最高层是Q，则是具备科学精神以及对于科学与人和社会的发展的关联性的认识。这三者之间，确实下层基础是上层建筑的基本储备，构成了一个金字塔状的结构，在掌握了足够的科学知识点后，才能在消化各知识之间的联系后得出解决问题的行之有效的途径，但是反过来，掌握了解决问题的方法，拥有了更强的理解能力，在学习新知识的时候也能更快更有效。同样的，先有了科学知识与科学能力的掌握才能逐渐培养对于科学的热爱与科学精神，也能更好理解科学技术推动社会发展的强劲动力，反之，强大的兴趣以及严谨的科学态度也能使得学生拥有更多动力学习新的科学知识与方法。因此，科学素养的三个层次既有主次高低之分，也因为三者之间有着相互影响的关系而成为一个具有综合性总体性的结构。