生理差异在很大程度上是先天差异(也有后天的转机)。美国心理学家特尔门经过刘1528名超常儿童的十年追踪实验、随后又对其中的800名继续追踪证明， 他们的智力水平比同岁级的800名的智力水平高出10、20倍。这项研究还证明，其中成就最大的20%的人在谨慎、自信、进取和坚毅等方面的个性特征有明显的区别。他们具有“怀疑心”、 “偏离性”、和“突破力”等进行创造性活动所需要的心理素质。
中国科技大对三期少年斑的五年追踪研究结果证明，这些尖子学生在思维形式方面表现出许多超越常态的特点。即：思维敏捷，理解力强(他们以较常人更快的速度答完试题)；思路开阔、具有独特性(他们能以多种方法解题，并善于总结归纳)记忆力好；思维深刻(他们能从总结归纳中找出知识的区别和联系，探索问题的本质、并继而使所得的知识系统化）；具有辩证思维的能力(他们善于从普遍联系中把握对象，并在联系中建立起新旧知识的桥梁，从而不断发展知识体系，他们有用简洁的公式或符号来表达他们高度概括的抽象思维能力)。他们普遍对数学有高度的兴趣，吃苦好学，求知欲望高(他们废寝忘食意志坚强)；思想好、身体好……。也因此，他们的学业成绩好。以上这些特点和国外的研究基本一致。