Kokeilun tarkoituksena on auttaa kokeilijaa määrittämään luonnollisen prosessin tai reaktion kahden osan suhde. Kutsutaan tekijöitä, jotka voivat muuttaa arvoa kokeen aikana tai kokeiden välillä, kuten veden lämpötila muuttujia, kun taas samoja pysyviä muuttujia, kuten painovoiman aiheuttama kiihtyvyys tietyssä paikassa, kutsutaan vakiot.
Vakiot
Kokeelliset vakiot ovat arvoja, jotka eivät muutu kokeiden aikana tai niiden välillä. Monet luonnonvoimat ja ominaisuudet, kuten valon nopeus ja kullan atomipaino, ovat kokeellisia vakioita. Joissakin tapauksissa ominaisuutta voidaan pitää vakiona kokeessa, vaikka se teknisesti voisi muuttua tietyissä olosuhteissa. Veden kiehumispiste muuttuu korkeuden ja kiihtyvyyden myötä painovoiman takia, kun etäisyys maasta pienenee, mutta yhdessä paikassa tehtäviä kokeita voidaan pitää myös vakioina.
Itsenäinen muuttuja
Kokeessa itsenäinen muuttuja on muuttuja, jonka arvoa tiedemies muuttaa järjestelmällisesti nähdäkseen muutosten vaikutuksen. Hyvin suunnitellussa kokeessa on vain yksi riippumaton muuttuja oikeudenmukaisen testin ylläpitämiseksi. Jos kokeilija muuttaisi kahta tai useampaa muuttujaa, olisi vaikeampi selittää, mikä aiheutti muutoksia kokeiden tuloksissa. Esimerkiksi joku, joka yrittää löytää, kuinka nopeasti vesi kiehuu, voi muuttaa veden määrää tai lämmityslämpötilaa, mutta ei molempia.
Riippuva muuttuja
Riippuva muuttuja on se, mitä kokeilija havaitsee löytääkseen itsenäisen muuttujan systemaattisen vaihtelun vaikutuksen. Vaikka kokeessa voi olla useita riippuvaisia muuttujia, on usein viisainta keskittyä kokeiluun yksi riippuva muuttuja niin, että suhde sen ja itsenäisen muuttujan välillä voi olla selvästi eristetty. Esimerkiksi kokeessa voitaisiin tutkia, kuinka paljon sokeria voi liueta määrätyssä määrässä vettä eri lämpötiloissa. Kokeilija muuttaa järjestelmällisesti lämpötilaa (riippumaton muuttuja) nähdäkseen sen vaikutuksen liuenneen sokerin määrään (riippuvainen muuttuja).
Ohjaus
Ohjattu muuttuja on muuttuja, joka voi muuttua, mutta jonka kokeilija pitää tarkoituksella vakiona riippumattoman muuttujan ja riippuvan muuttujan välisen suhteen selkeämmäksi eristämiseksi. Esimerkiksi kokeilu, jossa tutkitaan, kuinka paljon auringonvaloa kasvit vastaanottavat (itsenäinen muuttuja) ja kuinka pitkään ne kasvavat (riippuva muuttuja) pitäisi varmistaa, ettei mikään muu tekijät muuttuvat. Kokeilijan tulisi hallita, kuinka paljon vettä kasvit saavat ja milloin, mihin maaperään ne on istutettu, ja mahdollisimman monelle muulle muuttujalle.