Os estudos experimentais testam hipóteses, manipulando de forma sistemática uma ou mais variáveis independentes, enquanto são buscadas mudanças em uma ou mais variáveis dependentes.

Os experimentos envolvem, frequentemente, testar os efeitos de diversos níveis da variável independente em grupos diferentes.

Normalmente, o pesquisador atribui de forma aleatória uma amostra de participantes a dois ou mais grupos de estudo e administra a condição ou o tratamento de interesse a um grupo, o grupo experimental, e um tratamento diferente ou nenhum a outro grupo, o grupo de controle.

A psicologia da saúde é bastante singular entre os subcampos da psicologia, no sentido de que estuda uma variedade de fatores como causa e efeito. O propósito da pesquisa experimental é obter uma resposta para uma questão e não procurar apoio para um resultado previsto.

Para reduzir a possibilidade de efeitos de expectativas em experimentos, pode-se utilizar um estudo único cego, no qual a pessoa que coleta os dados e os participantes não sabem o propósito real do estudo ou qual participante está em qual condição.