Bu araştırmanın amacı, ilköğretim matematik ve fen bilgisi öğretmeni adaylarının mantıksal düşünme ve uzamsal düşünme becerilerini belirlemek, bölüm, cinsiyet ve akademik performansın bu beceriler üzerindeki etkisini çok yönlü incelemektir. Araştırma, Türkiye’nin batısında yer alan bir üniversitede bulunan eğitim fakültesinin ilköğretim matematik öğretmenliği ve fen bilgisi öğretmenliği lisans programına kayıtlı toplam 431 öğretmen adayı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Nedensel–karşılaştırmalı türdeki araştırmada, veri toplama aracı olarak, mantıksal düşünme ve uzamsal düşünme testi kullanılmıştır. Elde edilen verilerin analizinde, 2 (bölüm) x 2 (cinsiyet) x 5 (akademik performans) çok faktörlü varyans analizi kullanılmıştır. Araştırmanın sonuçlarına göre, öğretmen adaylarının mantıksal düşünme becerilerinin yüksek düzeyde, fakat uzamsal düşünme becerilerinin düşük düzeyde olduğu ve genel olarak, öğrenim görülen bölümün, mantıksal ve uzamsal düşünme becerileri üzerinde bir etkisinin olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, cinsiyet ve akademik performansın uzamsal düşünme becerisi üzerinde etkisinin olduğu ve mantıksal alt becerilerin büyük çoğunluğunun uzamsal alt becerilerle ilişkili olduğu ve bağımsız değişkenlerin ortak etkileşimlerinin, öğretmen adaylarının mantıksal ve uzamsal düşünme becerilerini etkilemediği görülmüştür.