В отличие от наблюдения и измерения, эксперимент позволяет воспроизводить явления реальности в специально созданных условиях и тем самым выявлять причинно-следственные зависимости между явлением и особенностями внешних условий.

Измерение проводится как в естественных, так и искусственно созданных условиях. Отличие измерения от эксперимента состоит в том, что исследователь стремится не воздействовать на объект, а регистрирует его характеристики такими, какими они являются "объективно", независимо от исследователя и методики измерения (последнее для ряда наук невыполнимо).

В отличие от наблюдения, измерение проводится в ходе приборно-опосредованного взаимодействия объекта и измерительного инструмента: естественное "поведение" объекта не модифицируется, но контролируется и регистрируется прибором. При измерении невозможно выявить причинно-следственные зависимости, но можно установить связи между уровнями разных параметров объектов. Так измерение превращается в корреляционное исследование.

Измерение обычно определяют как некоторую операцию, с помощью которой вещам приписываются числа. С математической точки зрения это "приписывание" требует установления соответствия между свойствами чисел и свойствами вещей. С методической точки зрения измерение — это регистрация состояния объекта (объектов) с помощью состояний другого объекта (прибора). При этом должна быть определена функция, связывающая состояния — объекта и прибора. Операция приписывания чисел объекту является вторичной: числовые значения на шкале прибора мы считаем не показателями прибора, а количественными характеристиками состояния объекта. Специалисты по теории измерений всегда большее внимание уделяли второй процедуре — интерпретации показателей, а не первой — описанию взаимодействия прибора и объекта. В идеале операция интерпретации должна точно описывать процесс взаимодействия объекта и прибора, а именно — влияние характеристик объекта на его показания.