Mục đích của thí nghiệm là kiểm tra giả thuyết và đưa ra kết luận. Khi một nhà khoa học có câu hỏi về thế giới hoặc sự thật mà họ muốn chứng minh, họ sẽ thử nghiệm.
Thử nghiệm là một trong những phần quan trọng của phương pháp khoa học. Theo phương pháp khoa học, một nhà khoa học đặt một câu hỏi hoặc hình thành một giả thuyết. Sau đó, dựa trên nghiên cứu hoặc kiến thức trước đó về vấn đề trong tầm tay, nhà khoa học thiết kế một thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết đó. Nhà khoa học thường thực hiện thí nghiệm nhiều lần cho đến khi anh ta có một lượng dữ liệu đáng kể. Sau khi phân tích dữ liệu thu được từ thí nghiệm, nhà khoa học rút ra kết luận.
Để họ có thể đưa ra kết luận chính xác, các nhà khoa học có trách nhiệm cần thực hiện các thí nghiệm công bằng. Có một số cách để làm cho thử nghiệm trở nên công bằng, nhưng khi so sánh hiệu suất của hai hoặc nhiều đối tượng, cách tốt nhất để làm cho thử nghiệm trở nên công bằng là chỉ bao gồm một biến duy nhất.
Ví dụ: nếu một nhà khoa học muốn so sánh các vật thể khác nhau rơi nhanh như thế nào khi rơi khỏi một cấu trúc cao, thì các vật thể đó phải là biến số duy nhất. Tất cả các yếu tố khác trong thử nghiệm - như độ cao của giọt nước và sức cản của gió - cần phải giống nhau.
Điều quan trọng cần nhớ là không phải tất cả các thí nghiệm đều đưa ra kết luận cụ thể. Đôi khi, kết quả của một thử nghiệm thôi thúc nhà khoa học tạo ra một giả thuyết khác và điều đó còn cần nhiều thử nghiệm hơn nữa.