教育实验研究是研究者按照研究目的，合理地控制或创设一定条件,人为地变革研究对象，从而验证假设，探讨教育现象因果关系的一种研究。

如上所述，教育实验与纯粹的自然科学实验不同。教育实验以教育活动为研究对象，教育活动中的许多因素往往难以得到严格的控制，因此，它就不像自然科学实验那样能够按照既定目的严格地控制或改变某些条件，因此，就增加了教育实验的复杂性，也导致了由于对实验条件和变量控制程度不同而形成的多种多样的实验类型。但无论是何种类型的实验，都有其共同的特点。

首先，要有明确的研究假设。研究假设是研究者关于研究课题本质或教育现象间因果关系的推测或构想。研究者在实验开始之前，必须有一个关于解决某一问题的设想或初步待证的理论。研究假设所作出的推测是:当某一类行为出现时，将导致某一类结果。以下文字就是对一个实验的研究假设的表述:“在整体性观点指导下，协调、综合各方面的教育力量，以培养能力为中心，为儿童的学习、生活和活动创造最佳环境和最佳精神状态，这就有可能以不超限、较节省的时间和精力取得儿童发展上明显高于一般同龄人受教育的水平”（张定璋主持的“城市小学教育整体改革实验”）。研究假设能够帮助研究者界定教育实验研究的范围，限定研究的内容、进程以及对实验结果的解释。它是以假说推论的形式形成研究的理论构思，再通过实验来检広（证实或证伪）这些假设，从而形成科学理论的。研究假设既是研究的出发点，又是研究的归宿。因此，作为一个较规范的教育实验，必须形成该实验的研究假设。

研究假设的提岀，有助于研究者自觉地探究变量间的因果关系。教育实验研究的目的正是要寻求假说例题“若A则B”的真确性，即，确实是因素A影响了因素B的变化。A、B两因素之间的因果关系不外呈现岀两种状况：一种是共同变化,A的特征岀现时,B的特征也岀现，并且A影响B的强度和水平（这里的A、B分别指一个因素或一个以上的因素）。例如，学习兴趣、学习动机与学习成绩之间的关系。另一种是时序关系，A作为原因发生于作为结果的B之前，且构成时间序列的变化。例如，学生成绩的提高与学生自信心的关系。

其次，对自变量的操作，即要有实验处理。教育实验是对研究对象的主动变革。因此就要使研究对象接受不同的实验处理，即对自变量进行操作。操作自变量，意指研究者人为地去干预、控制现象发生的条件和进程，有意识地变革研究对象某一方面的条件从而得到自己所要的结果。例如，想要提高每个学生在课堂教学中主动参与的机会和次数，就要主动采取变革的措施，或改变教学方法，或改变控制课堂的方式，或改变教学组织形式，等等。

第三，合理地控制无关变量。教育实验应有必要的控制，即采取一定措施对那些可能影响实验因变量的重要因素（非实验研究变量）进行适当控制，以防止变量作用的相互混淆，提高证明实验结果的有效性,从而揭示事物的因果关系。

无关变量，也叫控制变量，指在实验中应该保持恒定的变量。只有控制外来的无关变量,保证各方面变量平等，才能保证实验结果是可靠的。如果没有控制，就无法显现假设中提岀的因果关系，实验也不可能有效度。

第四，教育实验特质目标的建立及其测评。要对教育实验的结果有一个清醒的认识，就必须依据实验的研究假设对实验结果进行测量和评价，这就需要建立相应的测评体系。教育特质目标是与教育实验一般发展目标（如学生德、智、体的全面发展）相区别的一个概念，它反映一个教育实验特定的目标内容，诸如主体性、三自能力、小主人教育等。在一项关于小学生主动学习的教育实验研究中，“主动学习”成为该实验的特定要领，包括学会自主发展、学会自我教育等内容，应建立测评体系反映因变量的质量及其水平。