Le terme de « psychologie expérimentale » est consacré en France lors de la création du premier « Laboratoire de Psychologie Expérimentale », à Rennes, par Benjamin Bourdon, en 1896. Son fondateur est Wilhelm Wundt.

La psychologie expérimentale est une méthodologie systématique d'observation et d'acquisition de connaissances sur les attitudes et les comportements, basée sur l'expérimentation. Elle côtoie d’autres méthodes d’exploration des comportements, comme l’enquête, le questionnaire, qui en général on été élaborés à partir d’expérimentations préalables et de procédures de validation.

Méthode de recherche qui a pour but de vérifier une hypothèse dans le cadre d'une expérience menée en laboratoire, et au cours de laquelle le chercheur manipule les caractéristiques d'une variable indépendante (provoquée) pour en mesurer l'influence sur la variable dépendante, tout en maintenant constant les autres facteurs susceptible d'influer sur cette variable (variable parasite).

La première étape du psychologue expérimental est de formuler une hypothèse plausible, généralement élaborée sur les recherches des autres psychologues ou sur une idée nouvelle. Lorsqu'une hypothèse a pu être vérifiée expérimentalement, elle pourra constituer une loi. Une loi est un énoncé qui implique une relation entre un minimum de deux événements ou de deux objets.

Le psychologue expérimental va ensuite mettre en place une situation expérimentale. Il va en contrôler toutes les variables possibles; s’il ne le fait pas, sa recherche sera non valide car elle présentera des biais, et elle ne sera pas validée par la communauté scientifique (en général une publication, qui est toujours soumise à une analyse préalable par un groupe d’experts).

La psychologie expérimentale se fixe pour objectif de contrôler de façon très pointue les différents paramètres d'une situation pour en évaluer, de façon systématique, l'impact sur les attitudes et comportements. Le psychologue parle de variables.