Temel davranışsal süreçlerdeki değişiklikleri araştıran ve öğreten psikologlardır. Deneysel psikoloji içindeki önemli alt dallardan biri, bilginin işlenmesi, belleğimizde depolanması, depodan geri çağrılması ve problem çözme durumlarına uygulanması gibi bilgi işleme sürecini çalışan bilişsel psikolojidir. Öğrenme, duyum, algı, performans, motivasyon, bellek, dil, düşünme, iletişim ve problem çözme, yeme, okuma gibi davranışların altında yatan fizyolojik süreçlerin araştırılmasıyla ilgilenen alt alan ise fizyolojik psikolojidir. Deneysel psikologlar, hayvan davranışlarını da inceler ve insan davranışlarıyla ilişkilendirirler. Deneysel psikologlar, aynı sosyal psikologlar gibi genellikle akademik alanda ve araştırma enstitülerinde çalışırlar.