Celem eksperymentu jest pomoc eksperymentatorowi w określeniu relacji między dwiema częściami naturalnego procesu lub reakcji. Czynniki, które mogą zmieniać wartość podczas eksperymentu lub między eksperymentami, takie jak temperatura wody, są nazywane zmienne, podczas gdy te, które pozostają takie same, takie jak przyspieszenie grawitacyjne w określonym miejscu, są nazywane stałe.
Stałe
Stałe eksperymentalne to wartości, które nie zmieniają się ani w trakcie, ani pomiędzy eksperymentami. Wiele naturalnych sił i właściwości, takich jak prędkość światła i masa atomowa złota, to stałe eksperymentalne. W niektórych przypadkach właściwość można uznać za stałą na potrzeby eksperymentu, nawet jeśli technicznie może ulec zmianie w pewnych okolicznościach. Temperatura wrzenia wody zmienia się wraz z wysokością, a przyspieszenie grawitacyjne maleje wraz z odległością od ziemi, ale w przypadku eksperymentów w jednym miejscu można je również uznać za stałe.
Zmienna niezależna
Zmienna niezależna w eksperymencie to zmienna, której wartość naukowiec systematycznie zmienia, aby zobaczyć, jaki wpływ mają te zmiany. Dobrze zaprojektowany eksperyment ma tylko jedną niezależną zmienną w celu utrzymania rzetelnego testu. Gdyby eksperymentator miał zmienić dwie lub więcej zmiennych, trudniej byłoby wyjaśnić, co spowodowało zmiany w wynikach eksperymentu. Na przykład ktoś, kto próbuje ustalić, jak szybko wrze woda, może zmienić objętość wody lub temperaturę ogrzewania, ale nie jedno i drugie.
Zmienna zależna
Zmienna zależna jest tym, co eksperymentator obserwuje, aby znaleźć efekt systematycznej zmiany zmiennej niezależnej. Chociaż eksperyment może mieć wiele zmiennych zależnych, często rozsądniej jest skoncentrować się na eksperymencie jedną zmienną zależną, aby związek między nią a zmienną niezależną był wyraźny odosobniony. Na przykład eksperyment może zbadać, ile cukru może rozpuścić się w określonej objętości wody w różnych temperaturach. Eksperymentator systematycznie zmienia temperaturę (zmienna niezależna), aby zobaczyć jej wpływ na ilość rozpuszczonego cukru (zmienna zależna).
Kontrola
Zmienna kontrolowana to zmienna, która może się zmieniać, ale eksperymentator celowo utrzymuje ją na stałym poziomie w celu wyraźniejszego wyodrębnienia relacji między zmienną niezależną a zmienną zależną. Na przykład eksperyment badający związek między ilością światła słonecznego, które otrzymują rośliny (zmienna niezależna) i wysokość wzrostu (zmienna zależna) powinny upewnić się, że żadne z pozostałych czynniki się zmieniają. Eksperymentator powinien kontrolować, ile wody otrzymują rośliny i kiedy, w jakiej glebie są sadzone i jak najwięcej innych zmiennych.