Изучение эмоций по их телесным проявлениям названо немецким психологом Освальдом Кюльпе (1862 — 1915) "методом выражения". Первые экспериментальные исследования эмоциональных состояний по методу выражения были проведены А. Моссо (1881), который сконструировал плетизмограф, Ш. Фере (1888) и И.Р. Тархановым (1890), которые независимо друг от друга предложили психогальванический метод.

Наряду с методом выражения большую роль в изучении эмоций сыграл и так называемый "метод впечатления", начало которому положено И. Гете. Он изучал действие цвета на чувства, но полную методическую разработку метода осуществил Г. Фехнер в разделе экспериментальной эстетики. Цель опыта сводилась к определению того, как и в какой степени разные ощущения цвета оказывают на человека эстетическое воздействие. В последующем это использовалось для изучения элементарных чувств и эмоций в области слуха (сочетания звуков) и движений (пространственно-временные отношения слуховых и зрительных восприятий). Существенным для метода впечатления является субъективное сравнение (нравится или нет) двух и более одновременно или последовательно предъявляемых раздражителей. Итогом подобных исследований было построение для каждого из испытуемых аффективных кривых удовольствия и неудовольствия.

В 90-х годах XX в. наметилась тенденция объединения метода впечатления с методом выражения, что связано со стремлением объективизировать субъективные оценки испытуемого. Кроме этих двух основных экспериментальных методов изучения эмоций в психологии стали часто использовать различного рода опросники, кинофотосъемку для регистрации мимики, позы тела и других выразительных движений, сопровождающих эмоции человека.

Определенные данные об эмоциональной сфере больного дают тесты изучения темперамента и личности, опросники выраженности реактивной и личностной тревоги, наличия депрессии. Могут быть полезными для оценки эмоциональной сферы и ряд других методик экспериментально-психологического исследования: изучение уровня притязаний, тест фрустрационной толерантности Розенцвейга, метод "чернильных пятен" Роршаха, тест "портретов" Сонди, цветовой тест Люшера, исследование понимания эмоционального подтекста в рассказе, исследование юмора и другие.