按实验的作用分，可以分为析因实验、对照实验、中间实验和模拟实验
析因实验是指从已知结果寻找未知原因的实验。主要是采用层层分析，步步深入的方法，从外部现象或发展结果去分析和寻找其内部原因，如探讨事物的动因、成因、病因的实验等。由于科学研究是探索自然界各种事物或现象间的因果关系，所以析因实验广泛地被各门学科所采用。
对照实验亦称比较实验，是运用比较的方法，安排两个或两个以上的实验对照组，通过一定的实验步骤，确定某种因素与研究对象的关系。对照实验在科学研究中是最常用、最常见的一种实验，尤其在生物学研究中，经常要用“实验组”和“对照组”的方法，通过增加或抽出某一因素而产生一定结果，然后在对比中鉴定该因素对事物的影响。
中间实验是指科学研究已取得初步成效，准备推广应用前所进行的模拟生产条件的实验。中间实验是由纯粹实验向生产实践推广应用的一种过渡性实验。在工程建设中为了检验设计方案或准备批量生产而预先进行的实验便属此种实验。借助这种实验，能对该项目的经济指标或技术指标作出鉴定与判断，从而确定科研成果用于生产实践的可行性和价值。
模拟实验如物理模拟实验，即从物理过程上建立与原型相似的模型，以演示并把握对象的物理特征。数学模拟则是根据原型各因素间的数学关系而建立起一组表达这一关系的方程式，并通过解释运算结果的物理意义来表达对象的性质与特征。此种方法在科学研究中具有较大的价值，今天已被广泛应用于工程技术、航天技术及物理学研究之中。
