Các đặc điểm xác định tư duy tính toán là phân rã, nhận dạng mẫu/ biểu diễn dữ liệu, khái quát hóa/ trừu tượng hóa và thuật toán[9][10]. Bằng cách phân tích một vấn đề, xác định các biến liên quan bằng cách sử dụng biểu diễn dữ liệu và tạo thuật toán, một kết quả giải pháp chung. Giải pháp chung là khái quát hóa hoặc trừu tượng hóa có thể được sử dụng để giải quyết vô số biến thể của vấn đề ban đầu.

Một đặc điểm khác của tư duy tính toán là quá trình lặp "3A" dựa trên ba giai đoạn:

1. Trừu tượng (Abstraction): Xây dựng vấn đề;
2. Tự động hóa (Automation): Biểu thức giải pháp;
3. Phân tích (Analyses): Thực hiện và đánh giá giải pháp.

Kết nối với “4C”

Bốn chữ C của thế kỷ 21 là Giao tiếp (communication), Tư duy phản biện (critical thinking), Hợp tác (collaboration) và Sáng tạo (creativity). Chữ C thứ 5 có thể là tư duy tính toán (computational thinking) đòi hỏi khả năng giải quyết các vấn đề theo thuật toán và logic. Nó bao gồm các công cụ sản xuất mô hình và trực quan hóa dữ liệu[11].Tư duy tính toán được áp dụng cho các môn học ngoài khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (science, technology, engineering, and mathematics - STEM) bao gồm khoa học xã hội và nghệ thuật ngôn ngữ. Học sinh có thể tham gia vào các hoạt động nơi mà họ xác định các mẫu ngữ pháp cũng như cấu trúc câu và sử dụng các mô hình để nghiên cứu các mối quan hệ.[12]

Kể từ khi hình thành, 4C đã dần được thừa nhận là yếu tố sống còn của nhiều giáo trình của trường. Sự phát triển này đã kích hoạt một sự thay đổi trong các nền tảng và các hướng đi như khảo sát, dựa trên dự án và tìm hiểu sâu hơn tất cả các cấp độ K-12. Nhiều quốc gia đã giới thiệu tư duy máy tính cho tất cả học sinh. Vương quốc Anh có tư duy tính toán trong chương trình giảng dạy quốc gia kể từ năm 2012. Singapore gọi tư duy tính toán là năng lực quốc gia. Các quốc gia khác như Úc, Trung Quốc, Hàn Quốc và New Zealand bắt tay vào những nỗ lực lớn để giới thiệu tư duy tính toán trong trường học[13]. Tại Hoa Kỳ, Tổng thống Barack Obama đã tạo ra chương trình Computer Science For All để trao quyền cho thế hệ sinh viên ở Mỹ này với trình độ khoa học máy tính phù hợp cần thiết để phát triển trong nền kinh tế kỹ thuật số[14]. Tư duy tính toán có nghĩa là suy nghĩ hoặc giải quyết các vấn đề như các nhà khoa học máy tính. Tư duy tính toán đề cập đến các quá trình suy nghĩ cần thiết trong việc hiểu các vấn đề và xây dựng các giải pháp. Tư duy tính toán liên quan đến logic, đánh giá, mô hình, tự động hóa và khái quát hóa. Kỹ năng nghề nghiệp này có thể được tích hợp vào môi trường học tập và giảng dạy theo nhiều cách.[15]