Những ưu điểm của thiết kế nghiên cứu thử nghiệm trong nghiên cứu tâm lý bao gồm khả năng kiểm tra các mối quan hệ nhân quả và khả năng kiểm soát các biến số. Những bất lợi của nghiên cứu thực nghiệm bao gồm giá trị bên ngoài và các tình huống nhân tạo.
Thiết kế thử nghiệm là thiết kế nghiên cứu duy nhất cho phép thử nghiệm nhân quả. Tất cả các nghiên cứu khác chỉ giới hạn trong việc kiểm tra các mối tương quan. Trong tâm lý học, việc kiểm tra các mối quan hệ nguyên nhân và kết quả cho phép các nhà nghiên cứu hiểu được các biến độc lập tác động như thế nào đến các biến phụ thuộc. Khả năng kiểm soát các biến của nhà nghiên cứu cũng rất quan trọng vì các thí nghiệm có thể được xây dựng để cô lập bất kỳ biến độc lập nào đã cho. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện các thí nghiệm mà họ không thể tiến hành trong tình huống thực tế.
Tuy nhiên, tính nhân tạo của các thử nghiệm là một hạn chế lớn của phương pháp này. Mặc dù các nhà nghiên cứu có thể tách biệt bất kỳ biến số nào, nhưng kết quả có thể không được khái quát hóa bên ngoài bối cảnh nhất định mà nghiên cứu đã xảy ra. Giá trị bên ngoài, xảy ra khi kết quả của một nghiên cứu có thể áp dụng cho các tình huống bên ngoài nghiên cứu, có thể thấp trong nghiên cứu thực nghiệm.
Việc lấy mẫu trở nên rất quan trọng để cải thiện khả năng tổng quát hóa. Một nhà nghiên cứu phải lấy mẫu một nhóm người đại diện cho dân số đang được nghiên cứu. Lấy mẫu ngẫu nhiên đơn giản, là lựa chọn ngẫu nhiên các cá thể từ một quần thể nhất định, có thể được sử dụng để đảm bảo giảm độ lệch trong các thí nghiệm.
