「 概念 操作 化 」 と は 、 リサーチクエスチョン （ 研究 を通じて 明らか に し たい 問い の こと ） を 、 「 実験 」 や 「 調査 」 を通じて 検証 可能 な レベル に ブレイクダウン する 過程 の こと で ある 。

科学 に は 「 理論 物理 学 」 の よう な 理論 分野 も 存在 する が 、 理論 分野 において も 検証 手段 として の 実験 方法 の 提示 は 、 極めて 重要 で ある { 要 出典 | date = 2012 年 10 月 }。

例えば 、 量子力学 における 不 確定 性 の 概念 は 、 ガンマ線 用 の 収束 レンズ （ 現代 で も 実現 不可能 ） を 用い た 思考 実験 によって 考案 さ れ た { 要 出典 | date = 2012 年 10 月 }。

但し 、 キャベンディッシュ の 実験 （ クーロン の 法則 に関する ） や 、 ホイートストーンブリッジ 等 の Null Check の ほう が 、 価値 が 高い 、 と さ れる 場合 も ある 。

但し 、 「 測定 可能 性 、 測定 原理 の 存在 」 において 紹介 し た 概念 操作 化 」 ( Operationalization ) という 考え方 により 、 リサーチクエスチョン （ 研究 を通じて 明らか に し たい 問い の こと ） を 、 「 実験 」 や 「 調査 」 を通じて 検証 可能 な レベル に ブレイクダウン する こと が できる 場合 も ある 。

これら について は 、 後述 の 「 実験 の デザイン と 統計 学 的 視点 」 の 項 にて 詳述 する 。

例えば 2007 年 前後 に 出版 さ れ て いる 文部 科学 省 高等 学校 検定 教科書 の 課題 研究 の 欄 や 、 学部 レベル の 学生 実験 の 教科書 に は 概ね 「( 1 )-( 6 ) まで の ループ を 何 度 か 繰り返し た あと 、 ( 7 ) に 至る と 」 こと を 勧める 記述 が ある 。

これ は 、 シミュレーション と 過去 の 実験 データ を 人為 的 に 〝 よく 一致 さ せる ” ため に いくつ か の パラメータ を 制御 する 手法 で ある 。

別 の 側面 から 見れ ば 、 合わせ こみ は 、 どの よう な 実験 結果 でも 取り込める ほど パラメータ が 多い 点 で 不 明確 で ある が 、 短い 時間 で 仕様 を 満足 する モノ を 開発 し なけれ ば いけ ない 分野 （ 工学 、 工業 等 ） で は 非常 に 強力 な 手法 / 考え方 で ある 。

例えば 、 リース ・ モー リン 博士 は 、 現在 の 最前線 における 物理 学 の 理論 が 、 「 どの よう な 実験 結果 でも 取り込める ほど パラメータ が 多い 」 こと を 指摘 し た うえ で 、 反証 可能 性 を 軽視 し て いる 傾向 を 、 「 物理 学 の 迷走 」 と 断じて いる 。

また 、 特に 、 萌芽 的 な 理論 において は 、 実験 が どんな 結果 を 出し て も それ を 取り込め て しまう ほど パラメータ が 多く 、 しかも その パラメータ の 物理 的 な 意味 が 不 明確 で ある こと も しばしば 指摘 さ れる 。

さらに 、 結論 を 立証 、 あるいは 反証 する ため に 必要 な 実験 を 計画 する 必要 が ある 。

一般 に 、 「 仮説 の 反証 と なる 証拠 の 存在 」 は 、 必ずしも 反証 と なる 証拠 を 提示 さ れ た 理論 の 否定 に は つながら ない （ 後述 の 「 反証 可能 性 について 」 を 参照 ） が 、 特に 実験 家 は 、 既存 の 理論 の 反証 と なり そう な 実験 を 好ん で ターゲット に する という 傾向 が あり 、 その よう な 反証 例 を 基 に 、 理論 が 洗練 さ せ られ て いく 。

測定 原理 の 妥当 性 や 、 装置 構成 の 妥当 性 について は 、 主 に 大学 の 学生 実験 で 重点的 に 指導 さ れる 。

逆 に いえ ば 、 測定 原理 の 妥当 性 と 装置 構成 の 妥当 性 について 学ぶ こと が 学生 実験 の 一つ の 重要 な 意義 で ある 。

典型 的 な 例 として は 、 ボルタ 振子 の 実験 等 が ある 。

この 実験 で は 、 振り子 の 周期 と 重力 加速度 の 関係 を 理論 的 に 導い た うえ で 振り子 の 周期 を 測定 する こと で 、 重力 加速度 を 間接 的 に 測定 する 。

論文 に 実験 方法 詳しく 書い た 場合 で 、 既に 実験 方法 の 妥当 性 を 示す ため に 提出 し た 論文 （ 理論 や 装置 に関する 論文 ） や 、 特許 が 存在 し た 場合 に は 、 二 重 投稿 と 処断 さ れる 可能 性 が ある 。

また 、 論文 に 実験 装置 の 構成 について 詳しく 書き すぎる と 、 実験 の 成功 に関して 必須 で ない 部分 に関して も 装置 構成 に関する 新規 性 が 喪失 さ れる こと に なる 場合 が あり 、 後 に 特許 として 権利 化 する 場合 に 支障 と なる 可能 性 が 出 て くる 。

また 、 最近 で は 実験 ツール の キット 化 が 進ん で おり 、 間接 測定 で あっ て も 、 妥当 性 、 測定 精度 等 の 基礎 評価 は 、 実験 装置 、 実験 キット の メーカー が 保証 し て くれ て い て 、 実験 者 が 意識 し なく て も 済む よう に なっ て き つつ ある ため 、 測定 原理 や 測定 精度 について 、 意識 の 低い 研究 者 が いる こと も 指摘 さ れる 。