將待測物理量與選定為標準單位的物理量進行比較的方法稱為比較法。比如測量物體的長度，用天平稱質量，用電橋測電阻。有時候有壹個標準的量具是不夠的，還需要壹個比較系統來比較被測量和標準量。比如測量金屬在壹定溫度下的比熱容。因為金屬的比熱容隨著溫度的升高而增大，所以我們可以找壹種在這個溫度下有比熱容的金屬材料，用比較法測量，把它們做成形狀相同的樣品，加熱到壹定溫度後讓其自然冷卻，做出壹條可以用牛頓冷卻定律求解的冷卻曲線(T-t曲線)。比較法是物理實驗中最常見、最基本的實驗方法，也是實驗設計中設計控制實驗的基礎。
二、替代法
用已知的標準量代替待測的未知量，以保持狀態和效果不變，因而待測的方法稱為替代法。比如用合力代替各個分量，用總阻力代替各個部分的阻力，用浮力代替液體對物體的壓力。
三、積累法
也稱為疊加法。累積微量後，通過測量和平均可以減小相對誤差。這種方法在實驗中經常用到。比如用單擺測量重力加速度的實驗，需要測量單擺的周期，用秒表測量壹次全振動的時間誤差很大，所以采用測量30-50次全振動的時間T，這樣單擺的周期T就是T=t/n(n為全振動次數)。
四、控制方法
在很多中學物理實驗中，往往存在很多變化因素。為了研究它們之間的關系，我們可以控制壹些量，依次研究壹個因素的影響。如果通過導體的電流I受導體電阻R和其兩端電壓U的影響，在研究電流I和電阻R的關系時，需要保持電壓U不變；在研究電流I和電壓u的關系時，需要保持電阻r不變。
五、痕跡法
壹些物理現象，如運動物體的位置、軌跡或圖像，都用留痕的方法記錄下來，便於測量、比較和研究。比如在測量勻速變速直線運動的加速度、驗證牛頓不動定律、驗證機械能守恒定律等實驗中，通過紙帶上打孔的點來記錄汽車(或重物)在不同時刻的位置(位移)和對應的時間，從而可以冷靜地計算出汽車在每個位置或時間的速度，並進行計算。對於簡諧運動，通過擺動漏鬥漏出的細沙落在勻速拉動的紙板上，記錄下每個時刻的位置，便於研究簡諧運動的圖像。用閃光攝影記錄自由落體運動軌跡等實驗都采用了痕跡法。
六、放大法
當要測量的現象、變化和物理量很小時，常采用放大法。根據實驗的性質和放大的對象不同，放大所用的物理方法也不同。比如測量金屬電阻率實驗中使用的螺旋千分尺:主尺向前(或向後)移動0.5 mm，對應的輔助尺上有5n個等分，實際上是長度的機械放大；許多電表，如電流表和電壓表，用長指針來表示通電後線圈的偏轉角度。
七。賠償法
補償法就是找壹個效應來抵消它，從而測出被測物理量。由於在測量中取消了被測動作，指示標準量與被測動作之差的儀表為0，所以也叫零指示法。
八、轉換方法
有些物理量不容易直接測量，或者有些現象很難直接顯示出來。我們可以采取將待觀察變量轉換成其他變量(力、熱、聲、光、電等物理量的相互轉換)的方法進行間接觀察和測量，這就是轉換法。比如卡文迪什用扭秤裝置測引力常數的實驗:其基本的思維方法是等效變換。卡文迪許扭秤扭轉後，重力引起的T形架扭矩和彈性變形引起的應時線扭矩是等價轉換，間接達到了不可企及的目的。再比如轉換方法也應用於應時線扭轉角的測量，根據電流的熱效應知道電流，根據磁場對磁鐵的強大作用知道磁場。轉化法是更高層次的思維方法，是基於對事物本質深刻理解的飛躍。
九、理想化方法
影響物理現象的因素往往是復雜多變的。在實驗中，我們往往可以忽略壹些次要因素或假設壹些理想條件來突出現象的本質因素，以便於深入研究，在實際情況下得到合理的近似結果。比如單擺測重力加速度的實驗(假設懸絲不能伸長)，忽略了懸點的摩擦力和球在擺動過程中的空氣阻力，電學實驗中使用的都是內阻無窮大的理想電壓表和內阻等於0的理想電流表。
X.模型法
有時由於客觀條件的限制，無法對某些物理現象進行直接的實驗和測量，於是人為地制造出某種模型，並在該模型的條件下進行實驗。但是，模型和原型必須有壹定的相似性。比如“電場中等勢線的描繪”實驗，因為直接測量靜電場非常困難，所以用容易測量的電流場來模擬。再比如確定磁場中磁感應線的分布，因為磁感應線實際上是不存在的。我們用鐵屑的分布來模擬磁感應線的存在。比如太陽系模型用來表示原子結構，簡單的線條用來表示杠桿。以上方法僅在中學物理實驗中常用，有時壹個實驗中會同時使用多種方法。同時，實驗設計方法和實驗結果的處理方法也會在具體操作中遇到，這裏不再贅述。