Psikologi dapat mengingatkan gambaran psikoanalisis dan interpretasi mimpi, tetapi banyak psikolog profesional lebih memilih pendekatan yang lebih empiris untuk mempelajari perilaku manusia. Profesional semacam itu melakukan penelitian dengan merancang eksperimen yang mengumpulkan data numerik, kuantitatif. Peneliti dalam psikologi metode kuantitatif kemudian dapat menggunakan analisis statistik dari data eksperimen mereka untuk menarik kesimpulan tentang hasilnya.
Semua peneliti mengumpulkan dan menganalisis data. Informasi ini dapat bersifat kuantitatif atau kualitatif. Data kualitatif dapat mencakup wawancara yang dilakukan psikolog dengan subjek, catatannya saat mengamati perilaku subjek, atau studi kasus yang ditulis oleh peneliti lain. Psikolog melakukan penelitian dengan data kualitatif akan menganalisis informasi dari semua sumber ini untuk koneksi dan pola, kemudian menulis makalah yang menyatakan temuan mereka, dan menyajikan argumen mereka untuk membenarkan kesimpulan mereka.
Psikolog lain bekerja dengan data kuantitatif. Menggunakan angka memungkinkan mereka untuk menjalankan data mereka melalui persamaan dan model statistik yang dapat mengukur keberadaan, dan kekuatan, dari setiap pola atau hubungan yang mungkin ditemukan oleh para peneliti. Peneliti yang bekerja dalam psikologi metode kuantitatif lebih suka mengumpulkan dan menganalisis data numerik sehingga kesimpulan mereka dapat dibuktikan secara matematis, daripada mengandalkan argumen yang digunakan peneliti kualitatif untuk membenarkan mereka. Beberapa psikolog ini percaya bahwa bekerja dengan metode kuantitatif membuat bidang psikologi lebih ketat secara empiris dan meningkatkan kualitas penelitian akademisnya.
Metode kuantitatif psikologi dapat mengumpulkan data untuk analisis dengan memeriksa hal-hal yang secara inheren numerik, atau dengan menggunakan sistem pengkodean untuk mengukur item yang lebih kualitatif di alam. Informasi yang bersifat kuantitatif dapat mencakup hal-hal seperti waktu yang dibutuhkan subjek untuk merespons suatu stimulus, atau jumlah subjek yang memilih jawaban tertentu atas pertanyaan dalam survei. Psikolog juga dapat mengkodekan jenis perilaku dalam mata pelajaran yang mereka amati. Ini melibatkan peneliti membangun definisi yang luas dari perilaku di mana dia tertarik, dan menetapkan nomor untuk masing-masing. Merekam nomor ketika psikolog mengamati perilaku yang sesuai memungkinkan para peneliti untuk membuat data kuantitatif dari pengamatan kualitatif.
Salah satu teknik analisis yang paling umum dalam psikologi metode kuantitatif adalah analisis regresi. Peneliti membagi datanya menjadi seri data independen dan seri data dependen. Ketika data ini dijalankan melalui model regresi linier, psikolog mendapatkan serangkaian angka yang menggambarkan sejauh mana deret data independen mempengaruhi deret data dependen. Jika peneliti mempelajari pengaruh suhu satu hari terhadap perilaku, maka suhu akan menjadi variabel bebas dan kode untuk perilaku akan menjadi variabel terikat. Psikolog yang menggunakan teknik kuantitatif ini akan menggunakan hasil analisis regresi untuk menentukan kekuatan dan validitas pengaruh variabel independen terhadap variabel dependen.
Analisis regresi populer dalam psikologi metode kuantitatif karena kemampuannya untuk menentukan sebab-akibat. Korelasi hanya dapat mengetahui apakah ada hubungan antara dua deret data, bukan deret data mana yang menyebabkan perubahan pada deret lainnya. Misalnya, korelasi yang kuat antara suhu dan perilaku tidak dapat secara matematis membuktikan bahwa suhulah yang menyebabkan perilaku tersebut. Analisis regresi secara matematis dapat membuktikan bahwa variabel independen adalah apa yang mempengaruhi variabel dependen, yang memungkinkan peneliti untuk menggunakan hasilnya sebagai bukti.