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心理學是一門研究人類和動物的心理現象、意識和行為的科學[1]。它既是一門理論學科，也是一門應用學科，包括理論心理學與應用心理學兩大領域[2]。
心理學研究涉及意識、感覺、知覺、認知、情緒、人格、行為和人際關係等眾多領域，影響其他學科的發展，例如：教育學、管理學、傳播學、社會學、經濟學、精神病學、統計學、以及文學等等。心理學一方面嘗試用大腦運作來解釋個體基本的行為與心理機能，同時，心理學也嘗試解釋個體心理機能在社會行為與社會動力中的角色。心理學家從事基礎研究的目的是描述、解釋、預測和控制行為。應用心理學家還有第五個目的——提高人類生活的品質。這些目標構成了心理學事業的基礎。
有些領域的心理學家為了研究人類的行為，會對動物進行實驗，以推測環境、生理（如：大腦損傷、運動是否能增加多巴胺等）以及一些特定因素所產生的影響。心理學家也會使用核磁共振、斷層掃描、及發展較成熟的問卷調查等方式來研究人類的心理。有時會有腦部部分損傷的病人，他們也藉由觀察這些人的腦部活動，去了解腦袋各部位的功能為何。[3]
西語中的「心理學」（psychology）一詞由希臘語詞根，「靈魂」（ψυχή）和「研究」（λόγος）所組成，最早由克羅埃西亞詩人馬爾科·馬魯利奇使用。
「心理學」漢譯譯名之來源，透過歷史學與心理學之相關考證，證明與中國明代心學、宋代理學、及宋明儒學東渡日本有直接關係[4]。
1890年，威廉·詹姆斯將心理學定義為「心理生活的科學，包括心理現象和心理狀態」。幾十年來，這個定義一直廣為流傳。然而，這一含義受到了一些激進行為主義者的質疑，尤其是約翰.B.沃森等激進行為主義者。沃森在1913年的宣言中將心理學定義為獲取對控制行為有用的信息。同樣，自從詹姆斯定義了它，這個詞更強烈地暗示了科學實驗的技術。[5]
早期的心理學研究是屬於哲學的範疇，稱為哲學心理學。哲學心理學的研究可以追溯到埃及、希臘、印度和華夏等古代文明。中國古代認為人的性情思想是由一定的器官承擔的，並且其活動會在器官上反映出來，如「心之官則思」（《孟子》），「人精在腦」、「頭者神之所居」（《春秋元命苞》）。「神形合一」、「形神相印」等思想在《黃帝內經》等涉及醫學心理的著作中有很多闡述和應用。柏拉圖提出過二元並存的理念，有人認為亞里斯多德《論靈魂》是西方最早的一部論述心理學思想的著作。經由長久的演變，慢慢地產生各式各樣不同的學科，包括了現在人所了解的心理學。
哲學心理學主要是在探討心身關係、天性與教養、自由意志與決定論、知識來源等四大議題。其早期的理論有一元論、二元論、環境決定論、精神決定論等。近代的哲學心理學則是有三大思想流派，包括了理性主義、經驗主義與浪漫主義。正如德國心理學家艾賓浩斯所說：「心理學有一個漫長的過去，卻只有一個短暫的歷史」。 在中世紀的伊斯蘭醫學與心理學中，已經開始進行臨床的精神科治療[6]和實驗研究[7][8]。
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雖然心理學實驗可以追溯到阿拉伯學者海什木的著作《光學》（1021年）[7][9]不過，心理學作為一門獨立的學科是開始於1874年，那一年，德國的生理學家威廉·馮特發表兩冊的心理學教科書——《生理心理學的原理》（Grundzüge der physiologischen Psychologie；Principles of Physiological Psychology）——，在序言裡大膽宣稱：「要建立一個新的科學領域」；馮特也因此被稱為「心理學之父」。[10]1875年，萊比錫大學聘馮特為教授；1879年，他在萊比錫大學建立世界第一個專門的心理實驗室，吸引了來自世界各地的學生。10餘年後，也就是1890年代，美國各大學風起雲湧地仿傚此舉，建立數十座心理學實驗室，尤其1892這一年就成立了20座，這一年也是美國心理學會的成立年。通常將1874年作為科學心理學誕生的時間，這一時間比許多自然科學脫離哲學而形成獨立學科的時間為晚。馮特也是第一個把自己稱為心理學家的人。其他早期而重要的心理學家包括艾賓浩斯等。19世紀末、20世紀初，西格蒙德·弗洛伊德的精神分析學派興起。
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德國心理學家威廉·馮特被認為是將實驗引入心理學研究的人，被譽為「實驗心理學之父」。[11]1879年，他在萊比錫大學建立了第一個心理學實驗室。[11]馮特著重於將心理分解成為基本的元素，這是由於當時化學的進步，後者在分析物質元素與結構上取得突破。雖然馮特自己不是構造主義者，他的學生愛德華·B·鐵欽納成為了構造主義的思想家，與機能主義者對立。鐵欽納是美國早期心理學家的重要人物。
機能主義相對於結構主義而生，並受到美國哲學家、科學家、心理學家威廉·詹姆士影響頗多。詹姆士認為心理學應該有實用價值，心理學家應該找到有益於人的科學方式。他的著作《心理學原理》[12]於1890年出版，其中有許多鋪墊性問題，為後續科學家提供了方向。其他主要機能主義者包括約翰·杜威和哈維·卡爾。
其它19世紀的傑出人物有德國心理學家赫爾曼·艾賓浩斯，他是研究記憶實驗的先驅，在柏林洪堡大學創立了學習與遺忘的量化模型。[13]蘇俄心理學家伊萬·彼得羅維奇·巴甫洛夫，他在對狗進行實驗時發現了「古典制約」，並將其應用與人類。[14]
自二十世紀50年代起，馮特、詹姆士、艾賓浩斯與其他實驗心理學家們所發展的實驗技術方向更加趨向研究認知——關注信息以及信息處理——最終演化為認知科學中的一部分。[15]在早些時候，這被視為「革命性」的發展[15]
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奧地利醫生西格蒙德·弗洛伊德自十九世紀90年代開始研究精神分析學，直到自己1939年去世為止。精神分析學是一種研究意識、解釋經歷的方法；是一種關於人類行為的理論系統；是一種針對心理、情緒的治療方法，特別是對潛意識中的衝突進行心理治療。[16]弗洛伊德的精神分析中的很多理論基於解釋法、內省法以及臨床觀察。精神分析法廣為流傳，因為它的研究對象涉及性別、壓抑、心理發展中的潛意識等。這些問題在當時都被列為社會禁忌，弗洛伊德則提供了催化劑，使得問題可以在正式社交中得以公開討論。在臨床上，弗洛伊德是自由聯想的先驅，他對釋夢治療也很有研究。[17][18]
弗洛伊德對瑞士精神科醫師卡爾·榮格的影響很大，後者的分析心理學與深度心理學互補。20世紀中葉心理學者們研究精神分析、心理學、精神病治療、以及哲學。這些著名的學者包括愛利克·埃里克森、梅蘭妮·克萊因、唐納德·威尼科特、卡倫·霍妮、埃里希·弗羅姆、約翰·鮑比、以及弗洛伊德的女兒安娜·弗洛伊德。在整個二十世紀裡，精神分析衍生出不同的分支學派，它們中很多被劃分為新弗洛伊德學派。[19]
精神分析及其治療受到諸多人士的批評，如心理學家漢斯·艾森克、以及哲學家卡爾·波普爾。波普爾是位科學哲學家，認為精神分析作為科學是錯誤的，[20]，而艾森克則稱精神分析原理與實驗數據不符。到二十世紀末，美國高等院校心理學院變得更加傾向於實證主義，將弗洛伊德理論邊緣化，並蔑稱其為「乾癟老死」的歷史古董。[21]與此同時，研究人員在神經精神分析領域上維護弗洛伊德的科學立場，[22]而其它人文學科學者們則固守弗洛伊德「根本不是科學家，而是個...詮釋者。」[21]
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在整個20世紀的上半葉，行為主義學派支配了當時的心理學，其主張心理學是：「尋求理解特定的環境刺激如何控制特定類型的行為」[23]。其主張心理學應分析先行的環境條件，即在行為之前出現、而且為一個機體產生反應或抑制反應提供活動場所的條件。因此，他們把行為反應看做是機體理解、預測和控制的行為，並因此做出相應的結果。基於對實驗和變量的嚴格控制和強調，行為主義學對後來的心理學研究有著重要的影響。其代表人物為史金納，然而其對於內在的認知歷程是存而不論，近期流行的認知主義則是重視之前忽視的內在認知歷程，代表人物有皮亞傑、米勒、西蒙等。
當今世界主要的心理學學派有五大觀點，每一個觀點都強調行為及心理過程的不同方面。其主要包括神經心理學、精神分析學、行為主義心理學、人本主義心理學、認知心理學[24]。[25]
二十世紀50年代，在行為主義與精神分析的影響下，人本心理學應育而生。[27]應用現象學、交互主體性、第一人稱視角，人本主義試圖捕捉整個人——而不是人格或認知的一部分。[28]人本主義心理學關注人類獨特問題的基礎，例如個人的自由意志、成長、自我實現、認同、死亡、孤獨、自由與意義。人本過程的特點在於它關注主觀臆想、拒絕宿命、著重成長的積極性而不是病理因素。一些人本學派的奠基人，如美國心理學家亞伯拉罕·馬斯洛，創立了需求層次理論；卡爾·羅哲斯，創立了個人中心治療。在此之後，正面心理學剖析了人本主義，對其更進一步的科學分析。
沃爾夫岡·苛勒、馬科斯·韋特墨、科特·考夫卡三人聯合創立了完形心理學派。這種心理研究建立在個人經歷為一整體的觀點上。對應物質的分子結構，這種觀點於十九世紀晚期在德國、奧地利產生。完形心理學沒有將思維、行為分解成為細小的元素，而是堅持經驗作為整體的重要性，認為總體不同於部分相加的和。 完形心理學不應與弗里茨·波爾斯的格式塔治療相混淆，後者只在外表上與完形心理學有關聯。
在二十世紀50到60年代，美國原精神分析學家羅洛·梅在德國哲學家馬丁·海德格爾、丹麥哲學家索倫·奧貝·克爾凱郭爾的影響下，走上了心理學存在主義之路。這包括存在心理治療。
存在主義心理學不同於其它人本學派，即人性中立視角、對焦慮的積極觀點等。[29]存在主義心理學注重於人文主題，如死亡、自由意志、意義，並認為意義可以被神話、或是講述方式改變。[30]對於死亡及未來的真實性，通常會鼓勵人們接受自由意志，儘管令人焦慮。
奧地利存在主義精神病醫生、大屠殺倖存者維克多·弗蘭克從集中營中吸取教訓，[31]總結出不同版本的存在主義治療法，這種方法著重於存在主義，不同於阿德勒的尼采主義的權力意志或弗洛伊德的快樂原則。[32]
瑞士精神分析學家路德維希·賓斯萬格，美國心理學家喬治·亞歷山大·凱利和梅（May）、弗蘭克爾（Frankl）一道，也被認為是存在主義學派學者。[33]
認知主義心理學派研究心理活動，包括解決問題、知覺、記憶、學習等。作為認知科學的一部分，這個心理學分支與其它學科有密切聯繫，包括神經科學、哲學、語言學等。
諾姆·喬姆斯基在批評行為學概念中的「刺激」、「相應」、「增強」時，觸發了一場心理學「認知革命」。喬姆斯基辯稱這種觀點會以一種膚淺、模糊的方式應用到複雜的人類行為中，特別是在語言習得的領域上。有一種假定認為人類天生擁有一種「內在的」語言習得機能，然而對於行為主義來說，這個問題在於所有行為，包括語言在內，都必須透過學習和增強來獲得。社會學習理論家，如阿爾波特·班杜拉稱兒童的生活環境有助於行為的改良。
與此同時，技術進步幫助人們重拾被行為主義拋棄的心理活動與表述，如認知等。英國神經科學家查爾斯·斯科特·謝靈頓爵士與加拿大心理學家唐納德·赫布應用實驗總結了心理現象與人腦結構、功能之間的聯繫。計算機科學與人工智慧的興起，使得人類信息處理時常與機械信息處理相互類比。對認知的研究被應用於二戰，用以理解武器操作。在二十世紀晚期，認知主義成為心理學的統領範式，認知心理學成為了流行分支。
認知心理學認為隱蔽的心理活動應該使用科學的方式進行研究，心理學家創立了兩種概念：閾下刺激物與內隱記憶，對應精神分析的潛意識或行為學的偶然形成行為。行為主義元素與認知心理學被整合成為認知行為治療的基礎。這種心理治療由美國心理學家阿爾伯特·艾利斯和精神病學家亞倫·T·貝克創立而成。認知心理學與其它學科，如精神哲學、計算機科學、神經科學，一道被歸入的上層學科認知科學。
生物心理學或行為神經科學從生物角度研究行為和心理過程。生物心理學中有不同的專業分支。例如，生理心理學運用動物模型，特別是老鼠，來研究神經、基因、細胞機能在學習、記憶、恐懼中產生的作用。[34]神經心理學家利用神經成像工具研究神經與人類心理活動之間的關係，認知神經科學家使用心理測評來進行科學研究，如大腦損傷帶來認知缺失的程度與表現形式。
臨床心理學的研究與應用包括理解、預防、緩解心理痛苦與紊亂，促進心理健康和個人成長。雖然臨床心理學家也會參與研究、教學、諮詢、出庭作證、程序編訂與管理，但該分支的中心是心理測評與治療。[35]一些臨床心理學家會著重於對腦損傷的病人進行臨床監護，這一領域被稱為臨床神經心理學。在許多國家裡，臨床心理學是受到管制的心理健康專業。
臨床心理學家所做的努力受到諸多治療方案的影響，所有方案都包括專業人士與患者（通常是個人、夫妻、家庭、或小群體）之間的正式關係。不同的治療實踐方案與不同的理論觀點相互關聯，採用不同的流程來建立治療組合、探究心理病因、鼓勵新的方法來思考、感受、行動。四大治療理論觀點包括精神動力治療、認知行為治療、存在—人本主義治療和系統/家庭治療。目前有趨勢表明一部分心理家正在努力整合各個治療派系，特別是在對文化、性別、精神、性取向的理解加深的情況下，這個趨勢更加顯著。[36][37]在豐富的研究成果下，有證據表明各大治療派系的效果趨於等同，並共享相同的基礎元素，可以形成強大的心理治療組合。正因為如此，更多的心理學培訓課程採取了折中的治療趨向。[38][39][40][41][42]
認知心理學研究心理活動中的認知。知覺、注意、理智、思維、解題、記憶、學習、語言、情緒都在它的研究領域之中。經典認知心理學與認知主義學派有相互聯繫，根據機能主義與實驗心理學，認知主義支持心理信息處理模型。
在更廣域的層面上，認知科學是一種跨學科範疇，包括認知心理學、認知神經科學、人工智慧、語言學、人機互動、計算神經科學、數理邏輯與人類學。計算機常被用於模擬這類實驗現象。 計算機模擬為研究思維的功能組織提供了工具，神經系統科學則為大腦活動提供了度量衡。
比較心理學指對非人類動物的科學研究，特別是與系統發展史、適應值、行為發展相關的領域。在此領域的研究討論許多問題，使用許多不同的方式，探索不同物種的行為，從昆蟲到靈長類動物。比較心理學與其它研究動物行為的學科，如動物行為學有緊密聯繫。[43]比較心理學的研究有時會給人類行為研究帶來啟發，但是有時兩者的關聯卻十分矛盾，例如艾德華·威爾森所提出的社會生物學。[44]動物模型常常被用來研究與人類行為相關的神經處理過程，例如在認知神經科學就常常應用動物模型。
發展心理學著重於人類意志在畢生當中的發展過程，試圖理解人們在世界中如何意識、理解、行動，並且研究這些現象是如何隨著年齡而改變的。這些研究可能會著重於認知、感情、道德、社交、神經的發展。研究人員在探究兒童案例時使用一系列特殊的方式，以使得觀察在自然的環境中進行，或是乾脆與他們在實驗中進行互動。這些實驗常常以遊戲或是活動的方式呈現，既好玩，又有科學意義；研究人員甚至設計出非常靈巧的方式以研究嬰兒的心理活動。在研究兒童心理之餘，發展心理學家也會研究人類畢生的老化過程，特別是在某些時段的快速轉變（例如青少年和老年）。發展心理學家設計了一整套心理學理論來支持他們的研究。
教育心理學是研究人類在教育過程中的學習、效率、授課心理以及學校作為一個組織的社會心理。兒童心理學家，如利維·維谷斯基、讓·皮亞傑、傑羅姆·布魯納、伯納德·羅斯金(Bernard Luskins)等人對教授方式與教學實踐都有重要影響。在許多國家裡，教育心理學都是教師的必修課。
學校心理學結合了教育心理學和臨床心理學，試圖去理解並應付有學習障礙的學生；培育資優生；促進青春期親社會行為；或是提倡安全、互助、高效的教育環境。學校心理學家在許多領域，如教育行為評估、干預、預防、諮詢等都有了解、有的在研究領域頗有造詣。[45]
演化心理學從現代演化觀點來研究心理的特質理論——例如記憶、知覺、語言等。它試圖去探究是何種人類心理特徵在適應進化，即，作為自然選擇和性選擇的功能產品。演化心理學家認為在人類先祖生活的環境下，心理適應的演化解決了呈周期性出現的問題。透過研究心理特質的演化及其適應性功能，演化心理學為其它心理學領域提供了最為近似的發展性解釋（即演化心理學專注於終極問題、或問「為什麼」，而不是近似的、或問「如何」）。
工業與組織心理學(I–O)應用心理學概念與方法優化工作場所的人類潛能。作為I–O的分支，人事心理學應用心理學原理與方法對員工進行篩選與評估。I–O的另一分支組織心理學研究工作環境與管理風格對工作積極性、成就感和生產力的影響效果。[46]
人格心理學關注個人持續性的行為、思想、情緒——這些被稱作是人格。人格理論因學派不同而有所不同，他們就潛意識的作用及兒時經歷的重要性有不同的假設。根據弗洛伊德，人格是基於本我、自我與超我之間的互動而產生的，此即所謂的精神分析學派。[47]與之相反，特質理論則嘗試使用離散統計數據來進行研究，所提出的特質種類也大有千秋。早期的漢斯·艾森克模型提出人格由三種基本特質組成：外向性與內向性、神經質、精神質。雷蒙德·卡特爾則提出了16條人格特徵。如今，人格維度模型受到越來越多的重視，例如DSM-V模型。目前集大成的為社會認知學派，其實最初稱為社會學習論，是從行為學派作為延伸：人格的形塑就是人與人、環境的互動所學習到的行為，而後美國心理學家班杜拉從中把行為學派的理論更加擴大，加入了人的內在活動─認知成分，形成了社會認知理論。
社會心理學研究人類彼此之間的看法以及它們是如何產生聯繫的，社會心理學家研究課題包括他人對個體行為的影響（例如：從眾、說服）、信仰的建立、態度、或更大層面來說，不只人與人之間的互動，也有人與一個群體的互動等，就像刻板印象的建立與強化，會引起之後的歧視行為，就是一個經典的例子。社會認知將認知心理學與社會學的元素聯繫在一起，試圖理解人們如何處理、記憶、扭曲社會信息。群體動力學研究揭示領導能力、交流及其他微觀層面現象的本質及其優化潛質。近些年來，許多社會心理學家對內隱態度、中位模型、個人與社會價值互動所致行為倍感興趣。因此，對人類社會的研究可以發現導致心理紊亂的潛在原因。一些被應用到心理紊亂的社會學概念包括社會角色、病人角色、階層、生活事件、文化、遷移等等。[48]
正向心理學從馬斯洛的人本主義心理學衍生而來。正向心理學運用實驗科學手法，研究人類的快樂與力量。與傳統臨床心理學不同，正向心理學關注健康人的保健。目前，正向心理學的介入已獲得了一些實驗性的肯定。在2010年《臨床心理學評論》（Clinical Psychological Review）中發表了一篇特刊，報導使用一些正向心理學中性格強項（Character Strengths and Virtues）的介入方法，例如：紀錄兩個星期內的三件好事和物理形式的感恩表達（如：擁抱等），有助提生活滿意度。另外，正念療法（Mindfulness-based stress reduction，MBSR）也被證明是治療憂鬱症的有效方法。然而，對於介入的效果來講還需要進一步的研究。正向心理學介入仍然有局限性，但是他們的效果被認為高於安慰劑，特別是對於身體形象缺失者有更好的效果。
情感心理學（Psychology Of Emotion）是心理學中研究情緒的分支，主要研究如何消除緊張和壓力的情緒，恢復健康健全的人格。
心理學研究傾向於折衷主義，即從其他領域汲取知識以幫助理解、解釋心理現象。另外，心理學家大量使用了查爾斯·桑德斯·皮爾士的三段論：演繹、歸納、溯因。由於常常使用演繹自然定律模式，心理學家也會依靠歸納邏輯來對問題進行解釋。例如，演化心理學家嘗試利用適者生存來解釋心理特質——如記憶、知覺、語言等，即這些功能是自然選擇或性選擇的產物。
心理學家會展開基礎研究來進一步理解心理學的某一領域，或是進行應用研究來解決臨床、工作場所等其它問題。碩士級別的臨床專業會同時教授學生研究方式與循證實踐。心理學專業協會也會協助設立規範標準，如道德、培訓、研究方式、專業操作等。另外，根據不同的國家和地區，心理服務或「心理學家」這一職稱受到相應法律的規範，從事對外服務的心理學家也常常被要求取得從業執照。
根據理論或觀察作出假設，在控制實驗情境中各種情況下操縱自變量觀察因變量的結果。對結果進行統計分析，控制無關變量產生的效果後檢驗假設，並進行推論：自變量是否對因變量產生效果，即自變量和因變量間是否有因果關係（一般找出兩者的相關度，然後再證實因果關係）。亦會根據數據分析，找出兩者的相關係數，然後判斷是否有研究價值。
例：巴甫洛夫實驗（經典性條件反射）中的狗。每當響鈴，狗就分泌大量唾液。實驗涉及自變量（獨變項）(Independent Variable)，因變量（依變項）(Dependent Variable)。鈴鐺是IV，狗的唾液是DV。自變量是在實驗者的控制變數，因變量是會因自變量而變動的變數。實驗法重視的是可信度和可重複性。
以人類為對象的實驗受到了一些管制，例如必須徵得被實驗對象的同意、保證自願參與的原則。二戰後，為避免類似納粹濫用實驗的事件再度發生，紐倫堡守則被制定實施。不久，許多國家（和科學機構）接收了《赫爾辛基宣言》。在美國，衛生院於1966年設立了倫理審查委員會，於1974年編訂了國家研究法(HR 7724)。上述所有法案都提倡研究人員在實驗前獲得參與對象的許可。一系列具有影響力的事件導致了法案的修訂，如麻省理工學院與傅娜學院進行的反射性同位素研究，沙利度胺醜聞，威洛布魯克肝炎實驗，以及斯坦利·米爾格拉姆對權威的測試實驗等。
動物學習實驗對於研究人類心理學有很重要的輔助作用，例如知覺、感情、學習、記憶等等。十九世紀90年代，俄羅斯心理學家伊萬·彼得羅維奇·巴甫洛夫利用狗的實驗來展示古典制約。非人類動物如靈長類、貓、狗、鴿子、鼠以及其它齧齒類動物常常被應用於心理實驗中，特別是行為心理學的研究。理想狀態中，實驗控制組一次只給出一個自變量，以顯明它對因變量的作用。這些在實驗室里可以得到最為近似的結果。與之相反，人類的生存環境與基因環境差異太大，變量太多，以至於在人群中難以控制重要的變量數據。當然，把動物實驗的結果往人類身上生搬硬套是明顯不可取的。[49]動物實驗會受相關約束，需要遵守心理學會所定的道德原則。
心理學絕大多數的領域遵循標準的科學方法進行研究。心理研究員嘗試使用最新理論和假設來對數據、質與量進行研究。
心理質性研究方式包括訪談法、觀察法等。克雷斯維爾(Creswell，2003)定義了五項主要的質性研究，包括敘述、現象學、民族誌、案例分析和基礎理論。質性研究員[50]有時會努力豐富解釋，或是對符號的批判、主觀經驗或社會結構。類似的解釋或批判觀點會被應用與「定量研究」，如埃里希·弗羅姆的納粹實驗或斯坦利·米爾格拉姆的權力屈服實驗。
心理定量研究常常利用統計學來測試假說。設計定量研究常常包括實驗、准實驗、橫斷設計、病例對照研究和縱貫研究。實驗構造中的度量與操作定義也是十分重要的。統計方式包括皮爾遜積矩相關係數、方差分析、線性回歸、Logit模型、結構方程建模、等級線性模型等。
該研究旨在回答個人的想法、感受、行為，被稱之為「描述性研究」。描述性研究的取向可以是定量的、也可以是定性的。「定性研究」是描述性研究中著重於對發生事件的觀察、描述，目的在於捕捉每日行為的一點一划，並期望在粗略實驗中遺失的現象中重新得到發現或理解。
正如珍·古道爾的研究包括觀察黑猩猩的社交、家庭那樣，心理學家透過觀察人類社會、專業、家庭來進行研究。有時，參與者會察覺到自己受到監視，有時候則相反。但無論如何，在觀察研究正在進行時，研究人員必須保證遵循嚴格的道德準則，不能做出有悖倫理的嘗試。
心理學上，統計調查可被用來度量態度、特質，監視情緒的改變，檢查試驗的效度，以及其它相關研究項目等等。心理統計員可以使用傳統紙張、電話、電子郵件、或是目前流行的網絡等，圍繞主題制定好問卷，按一定比例進行人群調查、隨機調查、重點調查、抽樣調查。類似的調查方式也被用於其它應用場所，如臨床評估、人事評估等。
主要分為三種
- 橫向設計(cross-sectional design)：在同一時間下調查不同年齡層的受試者在某個特質或是行為上的表現。
- 優點：省時省力，較縱貫研究省時且能較快速取得研究結果，沒有樣本流失的問題。
- 缺點：存在同輩效應（cohort effect），也即年齡差異不完全由年齡變化所導致，有可能也受到了外在環境，例如不同年代群體的不同生活經驗的影響。
- 縱向設計(longitudinal design)：在不同時間追蹤同一群被試在某特質或行為上的表現。
- 優點：較能避免同輩效應，也即不會受到不同年代群體間存在的差異的影響，可以從中了解到個體發展的數據。
- 缺點：費時費力，所要花費的時間成本相當的高，且會有被試樣本流失的問題而可能產生混淆影響；所得研究結果可能只適用隨該研究長大的特定年代、特定環境下的被試。
- 序列設計(sequential design)：又稱交叉聚合設計(cross-sequential method)，是同時採用橫向設計和縱向設計的方法。
- 優點：資料比上述兩種方法豐富，可控制同輩效應所造成的變異。
- 缺點：和縱向研究一樣有被試樣本流失的問題，較橫斷研究費時費力，可能會產生練習效應。
神經心理學研究方法將心理活動、行為與大腦結構、功能進行對比。這些方法包括測試（例如韋克斯勒智力表、威斯康星卡片分類測驗）、功能神經影像和經顱磁力刺激等。
計算模型作為工具常被應用與數學心理學和認知心理學，即用計算機模擬某一特定行為。[52]這種方式有其獨特的優勢。由於現代計算機處理信息的速度極快，可同時運行多個模擬程序，在短期內生成大量的統計數據。模型可以幫助心理學家觀察心理事件的假設值，這在平時活動中是不易觀察到的。
應用過程中有許多不同的模型可供選擇。聯結主義利用神經網絡來模擬大腦。另一種方式是形象模擬，利用變量和規則模擬不同的心理活動。其它種類的模型包括動力系統和隨機過程等。
檔案研究法：是指依據一定目的收集大量現有資料，透過分析找出某些現象與心理之間關係的一種度.檔案研究法有廣義和狹義之分，廣義的檔案研究法除了傳統的參考資料還包括視聽影像資料，狹義的檔案資料包括報紙、雜誌、會議記錄、政府公文、個人書信等文字材料。檔案研究法的使用能彌補其他一些研究方法的不足，但有其缺點，需要視情況而定。
對研究的批評常常包括指責心理學是「軟」科學。科學哲學家托馬斯·庫恩的1962批判[53]中暗示心理學仍處在前範式形態，缺乏像成熟的化學、物理學那樣的支撐性理論。
由於心理學的一些領域依賴於問卷調查之類的研究方式，批評家們認為心理學不夠客觀。其它觀點認為心理學家所研究的人格、思維、情緒不可能被直接測量，[54]其結果不過是調查對象的主觀報道。[55][56]
另一些批評家則認為統計假說被誤用。一些研究記錄表明心理學家常常混淆統計的顯著性差異與實踐之間的關係，而前者在實踐上常常無關緊要。這種辯論時長發生在心理學界內部，例如實驗室研究人員與從事實踐的臨床醫生之間的爭執等。
有的觀察者發現了某些理論與實踐上的衝突——例如，一些臨床實踐沒有理論支持。[57]批評家們認為越來越多的心理培訓課程沒有足夠的科學依據。[58]一些質疑者認為，像「嬰兒自閉症協助性溝通」；被用於記憶恢復的塑身鍛鍊；再生療法等，雖然十分風行，但卻令人懷疑，而且可能有害健康。[59]
在今天的道德準則框架內，一些研究實驗不允許進行。這些實驗違反了美國心理學會道德準則（Ethics Code of the American Psychological Association）、加拿大涉及人類實驗道德準則（the Canadian Code of Conduct for Research Involving Humans）、以及貝爾蒙報告。目前，道德準則規定，對非人類動物的研究只能在效益大於傷害的情況下進行。[61]所以心理學家在動物實驗中的研究方式不能用於人類。
- 斯坦利·米爾格拉姆的米爾格倫實驗使得參與者飽受折磨，挑戰了科學實驗的道德底線。實驗研究參與對象會在多大程度上違背自己意願執行規定行為。[62]
- 二十世紀70年代，哈里·哈洛在威斯康星大學麥迪遜分校利用獼猴進行了「絕望」實驗，遭到譴責。[63]實驗利用動物來模擬憂鬱症。哈洛設計出了一種「強暴架」，利用對母獼猴行為的干擾進行研究。[64]1974年，美國文學評論家韋恩·布斯寫道：「哈里·哈洛跟他同事幾十年折磨著非人類靈長實驗品，證明了我們都早已知道的——社交生物會因社交紐帶的損害而被損害。」他寫道哈洛對他研究的倫理道德沒有任何評論。[65]
大學心理學院設有道德委員會，以保障研究對象的權益與尊重。心理研究員在進行實驗之前必須獲得准許，以保護人類參與對象或實驗動物的權益。[66]
1959年，統計學家西奧多·斯特林（Theodore Sterling）計算發現97%的心理實驗支持了它們最初的假設，暗示了偏差存在的可能。[67][68][69]與之類似，賈內爾（Fanelli， 2010)[70]發現91.5%的精神/心理研究得到了證明，所得出的問題（陽性結果）是空間或地球科學的5倍大。賈內爾認為較「軟」科學的研究人員就他們的意識與潛意識中的偏差缺乏束縛。
2010年，一組研究人員公布了心理研究中的系統性實驗對象偏差WEIRD (「西方地區、受過良好教育、工業化的、富有、民主的」；"Western, Educated, Industrialized, Rich and Democratic")。[71]雖然全球範圍內之後1/8的人屬於WEIRD範疇，但實驗人員稱心理學60–90%的實驗在WEIRD對象上進行。報告顯示，在穆勒-里亞爾錯覺上，WEIRD對象與部落對象的實驗結論差異巨大。
心理學所包含的研究領域甚為寬廣，並使用許多不同的方法來心理過程與行為。心理學主要分為理論心理學和應用心理學兩大領域，其下又可分為許多次領域，例如教育心理學、變態心理學、管理心理學等。
- 理論心理學：與應用心理學相對，包括用於學術研究目的的變態心理學、生理心理學、認知心理學、比較心理學、發展心理學、健康心理學、人格心理學、社會心理學等。
- 演化心理學：是對所有心理學的一種整合嘗試，提供了簡練的方式來解釋各門心理學中觀測到的各種現象及理論。
- 異常心理學：是對異常行為的研究，以描述、預報、解釋和矯治功能的變態模式。異常心理學的研究應用於臨床心理學，以治療心理疾病的患者。
- 生理心理學：基於生理組成結構而進行的研究，其中主要包括人腦等。
- 認知心理學：所謂認知，指在獲取知識過程中進行的各種心理活動，主要包括知覺，記憶，言語，思維等，即通常所謂的認識過程。
- 正向心理學：正向心理學從20世紀裡重點關注快樂和滿足的人本主義心理學中找到根源。
- 比較心理學：是研究動物行為進化的基本理論，和不同進化水平的動物的各種行為特點的心理學分支。它對哲學認識論具有重要意義，比較心理學的研究還能為生產實踐和生物醫學研究提供動物行為進化方面的基礎科學知識。
- 發展心理學：主要研究人類由出生至死亡時的人格發展過程，艾瑞克森把人格發展分為8個階段，並認為每個階段的人都會面對不同的人格發展的障礙，如處理得好便能順利發展，如處理不好便會形成焦慮及各樣問題。
- 人格心理學：研究行為、思維和情緒的模式，通常稱為個體的人格。
- 定量心理學：在心理學研究中應用數學模型和統計學模型，以及將統計學方法用於分析、解釋行為數據。
- 心理統計學：是心理學中對知識、能力、態度和人格特徵等進行心理測量的理論和技術，主要與教育、人格和臨床心理學有關。數學心理學則與實驗和認知、生理心理學關係密切。
- 社會心理學：探討社會與認知歷程對於個體知覺他人，影響他人及聯繫他人的方式如何產生作用的科學性研究，以心理學、社會學相關理論為基礎的社會科學。
- 臨床心理學：是討論人類非正常行為，透過臨床觀察探討這些行為的論據，評估，分類，治療，預防以及科學研究的心理學分支學科。
- 教育心理學：研究人類如何在教育情境下進行學習、教育性干預的效果、教學的心理學、作為組織的學校的社會心理學。利維·維谷斯基、讓·皮亞傑和傑羅姆·布魯納等兒童心理學家的研究成果在教學方法和教育實踐領域已經產生了重大影響。
- 健康心理學：是心理學理論與研究在健康、疾病與衛生保健領域的應用。不過臨床心理學關注與心理健康和神經學疾病，健康心理學則在更大範圍內關注健康行為，包括健康飲食、醫生-患者關係、病人對健康知識的理解。
- 工業與組織心理學：主要研究組織心理，目的也是為了進步利用、管理，達至組織的目標。
- 學校心理學：主要研究的是學生在學校學習、教師教學過程中的心理和規律。這門學科在解決學習問題和教育困難時有顯著功效。
- 社區心理學：主要關注個人與社區、社會的相互關係，並透過合作性的研究與行動，以及預防、賦權、社會改變等介入，有效提昇個人安適、幸福感與生活品質。
- 兒童心理學：主要關注兒童的心理,認知發展及成長，並因應理論探討兒童有心理障礙時應如何處理。
- 超個人心理學：專長於跨越自我層面的心靈研究、跨越個人領域的心理學，和人性在靈性方面的層面。
- 音樂心理學：主要關注音樂與人的各種心理現象的相互關係，解釋人由原始（初生）到高級的音樂經驗和音樂行為的心理學。
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