Het doel van een experiment is om de onderzoeker te helpen de relatie te bepalen tussen twee delen van een natuurlijk proces of een natuurlijke reactie. De factoren die tijdens een experiment of tussen experimenten, zoals watertemperatuur, van waarde kunnen veranderen, worden variabelen genoemd, terwijl die die hetzelfde blijven, zoals versnelling als gevolg van de zwaartekracht op een bepaalde locatie, constanten worden genoemd.

Constanten

Experimentele constanten zijn waarden die ook tijdens of tussen experimenten niet veranderen. Veel natuurlijke krachten en eigenschappen, zoals de snelheid van het licht en het atoomgewicht van goud, zijn experimentele constanten. In sommige gevallen kan een eigenschap als constant worden beschouwd voor de doeleinden van een experiment, hoewel het technisch gezien onder bepaalde omstandigheden kan veranderen. Het kookpunt van water verandert met hoogte en versnelling als gevolg van de zwaartekracht neemt af met de afstand tot de aarde, maar voor experimenten op één locatie kunnen deze ook als constanten worden beschouwd.

Onafhankelijke variabele

De onafhankelijke variabele in een experiment is de variabele waarvan de waarde de wetenschapper systematisch verandert om te zien welk effect de veranderingen hebben. Een goed ontworpen experiment heeft slechts één onafhankelijke variabele om een ​​eerlijke test te behouden. Als de experimentator twee of meer variabelen zou veranderen, zou het moeilijker zijn om uit te leggen wat de oorzaak was van de veranderingen in de experimentele resultaten. Iemand die probeert te vinden hoe snel water kookt, kan bijvoorbeeld het watervolume of de verwarmingstemperatuur veranderen, maar niet allebei.

Afhankelijke variabele

Een afhankelijke variabele is wat de onderzoeker waarneemt om te vinden het effect van het systematisch variëren van de onafhankelijke variabele. Hoewel een experiment meerdere afhankelijke variabelen kan hebben, is het vaak het verstandig om het experiment op één afhankelijke variabele te richten, zodat de relatie tussen deze en de onafhankelijke variabele duidelijk kan worden geïsoleerd. Een experiment kan bijvoorbeeld onderzoeken hoeveel suiker kan oplossen in een bepaald volume water bij verschillende temperaturen. De experimentator verandert systematisch temperatuur (onafhankelijke variabele) om het effect op de hoeveelheid opgeloste suiker (afhankelijke variabele) te zien.

Controle

Een gecontroleerde variabele is een variabele die kan veranderen, maar die de experimentator houdt opzettelijk constant om de relatie tussen de onafhankelijke variabele en de afhankelijke variabele beter te isoleren. Bijvoorbeeld, een experiment dat de relatie onderzoekt tussen hoeveel zonlichtplanten ontvangen (onafhankelijke variabele) en hoe lang ze groeien (afhankelijke variabele) moet ervoor zorgen dat geen van de andere factoren verandert. De onderzoeker moet bepalen hoeveel water de planten ontvangen en wanneer, in wat voor soort grond ze zijn geplant en in zoveel mogelijk andere variabelen.