Материалды тәжірибе аналогиялық құрылымға ие. Бірақ та материалдық тәжірибеге зерттеу объектісі идеалды емес материалдар қолданылады. Материалдық тәжірибенің ойлыдан негізгі айырмашылығы, нақты тәжірибе әлемінің ішкі санасының объективті материалды байланыс түрін сипаттайды, сонымен қатар ойлы тәжірибе субъектінің теориялық әрекетінің арнайы түрі болып табылады.
Ойлы тәжірибенің нақты түбегейлі шарада анықталу ұқсастығы сол, әр нақты тәжірибеде іске асырылуы керек, бастапқыда адам жоспарлап және ойлану процессін ойлы жүргізеді. Сондықтан белгілі мағынада алдын алып, оның нақты тәжірибеден идеалды жоспарлы рөлге ойлы тәжірибеде жүзеге асады. Ойлы тәжірибені қолдану кең көп саланы алып жатыр, реалды тәжірбиеге қарағанда, соңғы жоспарлауда және әзірлеуде ғана қолданылғандықтан, мүмкін емес нақты тәжірибелерді көрсеткен жағдайларда. Осылай, Галилей ойлы тәжірибеде инерция бойынша қозғалыс болуы туралы қорытындыға келді, Аристотельдің көзқарасы бойынша, егер қозғаушы күш өзінің әсерін тоқтатса, қозғалыстағы дене өз кезегінде тоқтайды. Бұл қорытынды ойлы тәжірибе көмегі арқылы жүзеге асады. Осыдан келіп, А.Эйнштейн былай деді «Біз көрдік, инерция заңын тікелей тәжірибеге кіргізуге болмайтындығын, оны бақылаумен байланысты тек қана сабақтас оймен олауға кіргізуге болады». Шындығында бұл тәжірибені орындау мүмкін емес. Ойлы тәжірибе, өзін нақтыға айырбастайды, таным шекарасын кеңейтеді, немесе мүмкін басқа заттардан ақпаратты қабылдайды. Ойлы тәжірибеде шығармашыл қызметкерлердің маңызды сәттері көрсетілген.