Первоначально использовались обычные экспериментально-психологические испытания. По форме они походили на приемы лабораторного исследования, но смысл их был принципиально иным. Задачей эксперимента являлось выяснение зависимости психического акта от внешних и внутренних раздражителей и физиологических механизмов, длительности ВР – от внутренних операций (различения, выбора, установки), запоминания – от частоты и распределения повторений и т. д. Эксперимент своей методологической предпосылкой имеет постулат причинности. Экспериментатора интересует зависимость наблюдаемых факторов от производящих их причин. Он испытывает набор условий, чтобы установить, функцией каких переменных является данный феномен.

При тестировании, в отличие от экспериментирования, психолог фиксирует, что люди делают, не варьируя условий их деятельности. Он измеряет полученные результаты при помощи некоторого критерия, регистрируя количественные вариации. Здесь переменными являются индивидуальные различия. Дифференциальная психология с самого начала складывалась как количественная дисциплина, изучающая не каузальную (причинную), а стохастическую (вероятностную) закономерность. Это, однако, не дает оснований считать ее менее важным или менее перспективным направлением, чем психология экспериментальная. Статистическая закономерность позволяет предсказывать явления в силу того, что вероятностные связи свойственны самой природе вещей, а не привносятся в нее произвольными операциями ума. Но таблицы, графики, формулы сами по себе немы. Они "заговорят" тогда, когда математические величины будут соотнесены с реальностью (в психологии – с психической реальностью).

Переходя от вероятностных моделей к причинным объяснениям, дифференциальная психология также вынуждена была принять некоторые предположения о природе, характере и основании того, что измеряется. Гальтон полагал, что индивидуальные вариации детерминированы эволюционно-биологическим потенциалом испытуемых. Законы индивидуальной психологии истолковывались тем самым как воспроизведение общебиологических законов наследственности. Эта трактовка прочно укоренилась в западноевропейской и американской психологии.