O objetivo de um experimento é ajudar o experimentador a definir a relação entre duas partes de um processo ou reação natural. Os fatores que podem mudar o valor durante um experimento ou entre experimentos, como a temperatura da água, são chamados variáveis, enquanto aquelas que permanecem as mesmas, como a aceleração da gravidade em um determinado local, são chamadas constantes.
Constantes
Constantes experimentais são valores que não mudam durante ou entre experimentos. Muitas forças e propriedades naturais, como a velocidade da luz e o peso atômico do ouro, são constantes experimentais. Em alguns casos, uma propriedade pode ser considerada constante para os fins de um experimento, embora tecnicamente possa mudar em certas circunstâncias. O ponto de ebulição da água muda com a altitude e a aceleração devido à gravidade diminui com a distância da Terra, mas para experimentos em um local, eles também podem ser considerados constantes.
Variável independente
A variável independente em um experimento é a variável cujo valor o cientista altera sistematicamente para ver o efeito que as alterações têm. Um experimento bem projetado tem apenas uma variável independente para manter um teste justo. Se o experimentador mudasse duas ou mais variáveis, seria mais difícil explicar o que causou as mudanças nos resultados experimentais. Por exemplo, alguém tentando descobrir a rapidez com que a água ferve pode alterar o volume de água ou a temperatura de aquecimento, mas não ambos.
Variável dependente
Uma variável dependente é o que o experimentador observa para encontrar o efeito de variar sistematicamente a variável independente. Embora um experimento possa ter várias variáveis dependentes, geralmente é mais sensato focar o experimento em uma variável dependente para que a relação entre ela e a variável independente possa ser claramente isolado. Por exemplo, um experimento poderia examinar quanto açúcar pode se dissolver em um determinado volume de água em várias temperaturas. O experimentador altera sistematicamente a temperatura (variável independente) para ver seu efeito na quantidade de açúcar dissolvido (variável dependente).
Ao controle
Uma variável controlada é uma variável que pode mudar, mas que o experimentador mantém intencionalmente constante para isolar mais claramente a relação entre a variável independente e a variável dependente. Por exemplo, um experimento examinando a relação entre a quantidade de luz solar que as plantas recebem (variável independente) e a altura em que crescem (variável dependente) deve garantir que nenhum dos outros fatores mudam. O experimentador deve controlar quanta água as plantas recebem e quando, em que tipo de solo elas são plantadas e tantas outras variáveis quanto possível.