Psychologia jako nauka empiryczna opiera się na badaniu faktów.
Fakty, jakimi dysponuje psychologia są dwojakiego rodzaju: subiektywne przeżycia człowieka oraz jego zachowanie się. W związku w tym w psychologii rozwinęły się zarówno metody subiektywne, jak i metody obiektywne, polegające na rejestracji zachowań człowieka, zwłaszcza ruchów i wypowiedzi słownych, pozostających w związku z daną sytuacją.
Metody badań obiektywnych są przede wszystkim metodami eksperymentu, także naturalnego, oraz metodami obserwacji. Cechą szczególną tych metod jest to, że ich przedmiotem są często zmienne ukryte (np. motywacja) oraz wskaźniki obserwacji i kontroli (np. ilość spożytego pokarmu, czas głodzenia). Prawidłowy wybór wskaźników jest równie ważnym elementem eksperymentu, jak i jego poprawność. Podmiotami badanymi często bywają zwierzęta, a badania takie pozwalają wykrywać podstawowe zachowania, wspólne dla ludzi i zwierząt.
Szczególnym rodzajem technik badawczych są testy, pozwalające na diagnozowaniu głębi ukrytych cech i procesy myślowe, z których człowiek sam często nie zdaje sobie sprawy (emocje, motywacja). Inną grupę metod badawczych stanowią obserwacje.

W psychologii korzysta się również z innych pokrewnych nauk np. socjologii, fizjologii. Metodą opracowania materiału z badań jest analiza danych ilościowych oraz statystyka. Stosuje się także metodę analizy jakościowej np. analiza wytworów (pamiętników, rysunków). W ostatnich latach stosuje się także metodę symulacji komputerowej.

O czym rozmawiać z psychoterapeutą?
Nie ma uniwersalnej odpowiedzi na to pytanie. W psychoterapii najważniejsze tematy wypowiedzi pacjenta dotyczą jego życia w przeszłości i teraźniejszości oraz procesu doświadczania własnego życia, czyli czuć, myśli i wyobrażeń, pragnień, celów i zamiarów, a także własnego postępowania i sposobu rozumienia innych ludzi. W psychoterapii nie jest najważniejsze to, co się mówi, ale to, czego się doświadcza w trakcie mówienia lub milczenia.
Jest kilka typowych trudności, z którymi borykają się klienci. Często jest to obawa przed odsłanianiem lub przeżywaniem bolesnych uczuć, poprzednio tłumionych. Czasem dotyczy to wdrażania zmian uzyskiwanych w trakcie sesji terapeutycznej do praktyki codziennego życia i lęku przed zmianą. Może to być odkrywanie nowego i wzbudzającego niepokój zrozumienia minionych wydarzeń. Albo rozpoznanie destrukcyjnych schematów osobistych i uwalnianie się spod ich wpływów oraz podejmowania odpowiedzialności za decyzje i wybory życiowe. Dla niektórych pacjentów istotnym problemem jest przezwyciężanie oporów przed zaufaniem terapeucie i tworzenie głębsze, intymnej relacji.
Psychoterapia jest procesem poszukiwania prowadzonym przez dwie osoby. Jednym z aspektów tych poszukiwań jest coś, co określa się jako „metodę prób i błędów”.

Tematem spotkań mogą być doświadczenia z przeszłości, aktualne trudności, albo plany na przyszłość. Mogą być omawiane sprawy życia codziennego – dom, rodzina, praca, problemy związane z chorobami, a czasem źródła i mechanizmy przeżywanych objawów. Przedmiotem zainteresowania mogą też stać się marzenia senne, świat fantazji chorego. Praca nad tymi tematami może być prowadzona przy użyciu słów, albo bez ich udziału, za pomocą ruchu, ekspresji uczuć, kontaktu. Problemy mogą być poruszane wprost lub w formie symbolicznej – poprzez inscenizacje dramatyczne lub pantomimiczne, korzystanie z symboliki muzycznej, plastycznej. Tematy pojawiają się spontanicznie lub w skutek oddziaływania proponowanych działań: rysowania, odgrywania ról, wysiłku fizycznego, wyobrażeń na jawie, swobodnego kojarzenia, relaksacji mięśniowej, analizy snów, uczenia się itp.
Psychoterapia jest często krytykowana jako metoda terapeutyczna, której skuteczności nie udało się dowieść statystycznie, co nie do końca jest prawdą. Psychoterapeuci bronią się jednak przed tymi zarzutami, twierdząc, że cele i natura terapii pozostają pod subiektywną oceną osób poddających się psychoterapii. Takie podejście powoli staje się jednak anachronizmem, dzięki coraz skuteczniejszym metodom badawczym, pozwalającym ocenić stan pacjenta.

Terapia społeczna polega na korzystaniu w celach leczniczych z różnych oddziaływań społecznych.
Interwencja społeczna – to działania zmierzające do wyparcia bezpośredniego wpływu na układy społeczne otaczające chorego. Może tu chodzić np. o naprawienie krzywd, wyjaśnienie nieporozumień, uzyskanie świadczeń lub skłonienie osób lub instytucji do współpracy w leczeniu.
Treningi społeczne – zmierzają do podtrzymywania lub odzyskania traconych umiejętności społecznych, czasem bardzo elementarnych (np. nawiązywanie kontaktu wzrokowego z rozmówcą, higiena, ubieranie się), czasem bardziej złożonych (np. przygotowania posiłku, rozwiązywania trudnych sytuacji, umiejętności zawodowych). Treningi mogą mieć formę bardziej spontaniczną, realizowaną w warunkach bliskich naturalnym (np. udział w wieczorkach, wycieczkach obozach) lub bardzo ściśle zaplanowaną w postaci np. terapii behawioralnej, opartej na założeniach wynikających z teorii uczenia się.
Terapia rodzinna obejmuje różne działania zmierzające do przywrócenia równowagi w tym podstawowym mikroukładzie społecznym i do usunięcia tkwiących w nim uwarunkowań inicjujących zaburzenia u chorego. Terapia taka może  mieć charakter bardziej edukacyjny lub bardziej systemowy. Podejście edukacyjne poprzestaje na dostarczeniu rodzinie informacji na temat choroby i sposobu radzenia sobie z nią. Podejście systemowe zmierza do rozpoznania zmian w systemie rodzinnym, które sprawiają, że jeden z członków rodziny przejawia zaburzenia i do zaproponowania interwencji, które mogą taką sytuację zmienić.

Testy psychologiczne to metody poznania stanów, procesów lub cech psychicznych za pomocą specjalnie skonstruowanego zadania, które stawia się przed osobą badaną. Zadania najczęściej mają formę testową i są zbiorem pytań, albo obrazków, zdjęć, czynności lub zadań problemowych stawianych przed osobą badaną.
Rozróżnia się kilka rodzajów metod testowych m.in. zdolności ogólnych czyli inteligencji, zdolności specjalnych, sprawności czyli wydajności, wiadomości i umiejętności, osobowości i inne.  W zależności od formy testu i sposobu interpretacji wyników wyróżnia się testy: wykonania czyli wymagające jakiejś czynności (np. manipulacyjnej, konstrukcyjnej), projekcyjne, kwestionariusze i inwentarze, które są zbiorem pytań lub stwierdzeń, do których osoba badana ma się ustosunkować.
Jako narzędzie test musi spełniać określone wymagania, do których należą standaryzacja, rzetelność, trafność i normalizacja.
Badania testowe w psychologii są współcześnie  bardzo rozpowszechnione, mimo wielu kontrowersji wokół ich wartości. Liczba standardowych technik testowych na świecie sięga kilkudziesięciu tysięcy. Zagadnienia związane z konstruowaniem i stosowaniem testów stanowią przedmiot teorii testowej, będącej jednym z podstawowych działów psychometrii. Powstało wiele opracowań naukowych dotyczących badań psychologicznych przeprowadzanych przy pomocy komputerów. Obecnie badania takie są powszechnie stosowane.