Намерение сделать ее настоящей, более или менее точной, практически полезной наукой, не только описывающей, но и объясняющей явления было связано с внедрением в нее лабораторного эксперимента и измерения. Попытки количественной оценки психологических явлений предпринимаются начиная со второй половины XIX в. Одной из первых таких попыток было открытие и формулировка серии законов, связывающих силу ощущений человека с выраженными в физических величинах стимулами, воздействующими на организм. К ним относятся законы Бугера – Вебера, Вебера – Фехнера, Стивенса, представляющие собой математические формулы, при помощи которых определяется связь между физическими стимулами и ощущениями человека, а также абсолютный и относительный пороги ощущений.
Сюда же следует отнести и начальный этап развития дифференциально-психологических исследований (конец XIX в.), когда для выявления общих психологических свойств и способностей, отличающих людей друг от друга, стали использовать методы математической статистики.
Впоследствии, уже в XX в., тенденция использования математических моделей и расчетов получила широкое распространение в самых разных отраслях психологии. Без них сейчас не обходится ни одно серьезное научное психологическое исследование.
С конца 80-х годов XIX в. в психологии стали создаваться и применяться специальные технические приборы и устройства для проведения лабораторных экспериментальных научных исследований. Пионером в этом отношении явился немецкий ученый В. Вундт, который в Лейпциге организовал работу первой психологической лаборатории. Технические приборы и устройства позволяли исследователю ставить и проводить контролируемый и управляемый научный эксперимент, дозировать воздействия физических стимулов, на которые должен реагировать человек, измерять его реакции. Сначала это были довольно простые технические устройства, в основном механические. В начале XX в. к ним присоединились электрические приборы, а в наше время в психологических лабораторных исследованиях используются многие виды современной аппаратуры, в том числе радио-, видео- и электронной, включая ЭВМ.
Наряду с математизацией и технизацией исследований в психологии до сих пор не утратили своего значения традиционные методы сбора научной информации, в том числе такие, как наблюдение, самонаблюдение и опрос. Причин сохранения их значения несколько. Первая состоит в том, что явления, изучаемые в психологии, сложны и уникальны, их не всегда можно изучить с помощью методов, заимствованных из других наук. Для исследования таких тонких явлений, которыми занимается психология, методы естественных и точных наук во многих случаях не годятся.