自从德国学者冯特在莱比锡大学建立第一个心理学实验室开始，心理学家便采用实验的方法研究感知觉等心理学问题。随后，艾宾浩斯采用实验方法研究记忆这一更高级的心理活动，画出了著名的“遗忘曲线”。采用实验的方法研究心理学问题，标志着心理学从哲学中分离出来，成为一门独立学科。经过一百多年的发展，实验方法已经在心理学各个研究领域得到应用。应用的范围也从早期主要关注感知觉、记忆等基本的认知过程，发展到研究意识、无意识知觉、思维、社会认知等问题。认知神经科学研究方法，采用新型仪器（如脑电、核磁共振成像、眼动仪等）来研究几乎所有心理学领域的问题。除了实验方法，心理学家也采用其他研究方法和工具，如心理测量、质性研究法等。这些方法并不矛盾，只是在适用的研究问题和逻辑规则上存在一定差异。