Kokeellinen tutkimus on tutkimus, jossa selvitetään hyvin harvan, yleensä yhden tai kahden, muuttujan vaikutusta tutkimuskohteeseen. Kokeellisessa tutkimuksessa voidaan esimerkiksi kasvattaa kasveja eri hiilidioksidipitoisuuksissa ja tutkia kasvueroja. Eli kyseessä on syy-seuraussuhde.