Эксперимент является наиболее эффективным способом выявления причинно-следственной зависимости между изучаемыми переменными. Эксперимент отличается от наблюдения активным вмешательством исследователя в ситуацию. При этом осуществляется планомерное манипулирование одной из переменных, которую называют независимой (ее изменяет исследователь), с последующей регистрацией сопутствующих изменений в изучаемом явлении (зависимая переменная). Под переменной понимается любая реальность, которая может изменяться в экспериментальной ситуации. Таким образом, эксперимент в психологии заключается в том, что намеренно создаются и видоизменяются условия, в которых действует испытуемый, ставятся перед ним определенные задачи и по тому, как они решаются, судят о возникающих при этом психических явлениях.

Выделяют две основные разновидности психологического эксперимента: естественный и лабораторный.

При естественном эксперименте обследуемый может даже не подозревать, что он подвергается психологическому исследованию. Обычность, естественность условий и введение на этом фоне экспериментальных переменных позволяет исследователю проследить действие этих переменных и тем самым установить их роль и особенности влияния на изучаемое явление.

Лабораторный эксперимент проводят в специально созданных условиях, часто с применением аппаратуры. Испытуемый знает, что над ним экспериментируют и действия его определяются инструкцией.

При проведении эксперимента имеется возможность изучения влияния на изучаемое явление не одной независимой переменной, а несколькими (фактор). Для статистической обработки результатов эксперимента в последнем случае применяется дисперсионный анализ (Фишер Р.). Кроме того, при эксперименте требуется учитывать и другие переменные (промежуточные), которые могут влиять на результаты исследования. Одни из них можно контролировать (контролируемые переменные — пол, возраст и др.), а другие контролировать невозможно (например, интерес или безразличие испытуемого к исследованию, его настроение и пр.).