In vielen Bereichen werden Experimente für die Datenerhebung genutzt, etwa in den Natur- und Ingenieurwissenschaften, in der Medizin, Psychologie, Linguistik oder Soziologie. Auch wenn Experimente künstlich hergestellte Situationen sind, handelt es sich eigentlich um die Beobachtung natürlicher Phänomene, aber unter aktiver Kontrolle.

Die meisten Experimente überprüfen Hypothesen basierend auf einer Theorie. Es sind also Proben oder Versuche, mit denen man anhand von bestimmten Bedingungen nach Hinweisen sucht, ob die Hypothesen, die man vorher aufgestellt hat, tragen oder ob sie widerlegt werden müssen.

In einem Experiment gibt es immer einen festen Plan oder Ablauf, der für das Gütekriterium der Wiederholbarkeit wichtig ist. Diese Versuchsanordnung oder das Experimentaldesign wird festgelegt, wenn man weiß, was man untersuchen will, an welchen Stellschrauben man drehen wird und welche immer gleich bleiben (abhängige und unabhängige Variablen). Die Ergebnisse werden statistisch ausgewertet.

Oft funktionieren die Abläufe nicht sofort, auch wenn man sich vorher alles gut überlegt hat. Daher empfiehlt es sich, einen Pretest einzuplanen, also das Experimentaldesign zunächst mit einer kleinen Gruppe an ProbandInnen oder einer geringen Zahl von Durchläufen an wenig Material zu testen. Nur so kann man sehen, was vielleicht nicht passt. Womöglich reagiert das Material nicht, wenn die Umgebungstemperatur über 20 °C beträgt oder die ProbandInnen können mit einzelnen Aufforderungen nichts anfangen. Also muss im Design etwas geändert werden: Die Umgebungstemperatur des Versuchs, die Fragen für die ProbandInnen und so weiter.

Besonders bei naturwissenschaftlichen Experimenten muss ein genaues Protokoll geführt werden, damit jeder minimale Einfluss nachvollziehbar bleibt (Proben werden vielleicht anders gewonnen, Messgeräte geändert, Messfehler entstehen durch einen leicht veränderten Versuchsaufbau etc.). Aber auch für psychologische oder sozialwissenschaftliche Experimente gilt: Man sollte detailliert protokollieren, wenn sich die Umgebung oder die Versuchsleitung ändert, da dies einen Einfluss auf die ProbandInnen und damit die Ergebnisse haben kann. Auf diese Weise können zudem Störfaktoren besser erkannt werden, die eine Messung verfälschen.

Werden Menschen untersucht, arbeitet man üblicherweise zusätzlich zur Experimentalgruppe mit Kontrollgruppen, um prüfen zu können, ob bestimmte Effekte wirklich auf konkrete Variablen zurückgeführt werden können. Im Bereich der Medikamentenforschung wird dazu üblicherweise mit Placebos gearbeitet. In Blindstudien wissen die StudienteilnehmerInnen nicht, ob sie zur Experimental- oder Kontrollgruppe gehören. In Doppelblindstudien wissen auch die ExperimentleiterInnen nicht, zu welcher Gruppe welche Personen gehören. So schließt man weitere Einflüsse aus, etwa unbewusste Hinweise wie nonverbale Signale, die vielleicht die ProbandInnen beeinflussen können.

Experimente werden häufig mit Fragebogen kombiniert, in denen man für die Studie relevante Hintergründe der ProbandInnen erfragt, etwa den medizinischen, psychologischen oder sozialen. Die Fragebogen sollten nicht etwas völlig Unverbundenes erheben und zum Beispiel sensible Informationen zur Krankheitsgeschichte erfragen, wenn diese Hinweise gar nicht in die Analyse der Ergebnisse einfließen werden. Auch sollte gut überlegt sein, zu welchem Zeitpunkt die ProbandInnen mit dem Fragebogen konfrontiert werden, ob vor oder nach dem Experiment. Fragen, die dort gestellt werden, können einen Einfluss auf das Verhalten im Experiment haben.