The STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) approach significantly enhances literacy and numeracy learning by integrating multiple disciplines to solve real-world problems. This integration fosters critical thinking, problem-solving skills, and deeper contextual understanding of scientific and mathematical concepts. This study aims to develop a STEM-based assessment framework for literacy and numeracy at the senior high school level, guided by indicators from the Programme for International Student Assessment (PISA). The research focuses on analyzing the characteristics of STEM-oriented literacy, science, and numeracy items, and constructing an assessment model tailored for schools targeted for PISA-level improvement. A mixed-methods approach was employed, comprising three stages: (1) exploration and analysis of STEM-based PISA item characteristics, (2) development and pilot testing of STEM-based assessment instruments, and (3) design of a comprehensive STEM-based literacy and numeracy assessment concept for broader implementation. The study involved instrument development, initial trials in selected partner schools, and item analysis to evaluate validity and reliability. Findings indicate that the developed instruments have strong potential to identify students’ critical thinking and problem-solving skills in alignment with the PISA framework Pendekatan STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) memberikan kontribusi signifikan dalam pembelajaran literasi dan numerasi dengan mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu untuk menyelesaikan masalah kontekstual dunia nyata. Integrasi ini mendorong pengembangan kemampuan berpikir kritis, pemecahan masalah, serta pemahaman yang lebih mendalam terhadap konsep-konsep sains dan matematika. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan konsep asesmen literasi dan numerasi berbasis STEM di tingkat Sekolah Menengah Atas dengan merujuk pada indikator Programme for International Student Assessment (PISA). Fokus utama penelitian adalah menganalisis karakteristik soal literasi, sains, dan numerasi berbasis STEM serta merancang model asesmen yang relevan untuk sekolah-sekolah yang menjadi target peningkatan kualitas pembelajaran berbasis PISA. Metode penelitian yang digunakan adalah metode campuran (mixed methods) dengan tahapan: (1) eksplorasi dan analisis karakteristik soal PISA berbasis STEM, (2) penyusunan dan uji coba model soal asesmen berbasis STEM, dan (3) perancangan konsep asesmen untuk implementasi yang lebih luas. Penelitian ini dilakukan melalui penyusunan instrumen asesmen, uji coba awal di beberapa sekolah mitra, serta analisis validitas dan reliabilitas instrumen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa instrumen yang dikembangkan memiliki potensi dalam mengidentifikasi keterampilan berpikir kritis dan pemecahan masalah siswa sesuai dengan kerangka asesmen PISA.