Зертханалық тәжірибе зертханалық жағдайда типтік құралдарды, арнайы модельдеуші қондырғыларды, стендтерді, құрал-жабдықтарды және т.б. қолдану арқылы жүзеге асады. Көбіне зертханалық тәжірибеге объектінің өзі емес, үлгісі қарастырылады. Бұл тәжірибе аз уақыт ішінде және ресурстарды қолдану арқылы сапалы, жақсы ғылыми ақпараттарды алуға мүмкіндік береді. Алайда мынадай тәжірибе ылғи бола бермейді, толықтай оқылытын үдерістің нақты жүрісін қалыптастырады, сол себептен табиғи тәжірибе жасауға сұраныс туады.
Табиғи тәжірибе кәдімгі жағдайда және нақты объектте жүреді. Тәжірибенің бұл түрі көбіне табиғи сынау жүйесін дайындау процесінде қолданады. Сынау жұмыстарының жүру орны бойынша оларды: өндірістік, полигонды, жартылай табиғи және т.б. бөлінеді. Табиғи тәжірибе әрқашанда зерттеу әдістерін рационалды таңдауды, жоспарлауды және нақты ойлауды қажет етеді. Барлық жағдайда табиғи тәжірибенің негізі ғылыми мәселесі – құрылушы объект салдарынын жұмыс жасайтын, нақты жағдайда тәжірибе жағдайына сәйкес қажеттілерді қамтамасыз ету.
Сондықтан табиғи тәжірибенің орталық тапсырмасы болып: объектінің сыналатын ортаға әсерінің сипаттамасын оқу; объект параметрлерінің динамикалық және статистикалық идентификациясы; тексерістің берілген талаптарына сәйкес және объектінің фнкционалдық тиімділігін бағалау. Тәжірибелер ашық және жабық болуы мүмкін. Олар көбіне психология, социология, педагогикада кең қолданылады.