Psiholoģija var likt prātā psihoanalīzes un sapņu interpretācijas attēlus, taču daudzi profesionāli psihologi dod priekšroku empīriskākām pieejām cilvēka uzvedības pētīšanai. Šādi profesionāļi veic pētījumus, izstrādājot eksperimentus, kas apkopo skaitliskus, kvantitatīvus datus. Kvantitatīvo metožu psiholoģijas pētnieki pēc tam var izmantot sava eksperimenta datu statistisko analīzi, lai izdarītu secinājumus par tā rezultātiem.
Visi pētnieki apkopo un analizē datus. Šī informācija var būt kvantitatīva vai kvalitatīva. Kvalitatīvie dati var ietvert intervijas, ko psihologs var veikt ar subjektiem, viņa piezīmes, novērojot subjekta uzvedību, vai citu pētnieku rakstītus gadījumu izpēti. Psihologi, kas veic pētījumus ar kvalitatīviem datiem, analizēs informāciju no visiem šiem avotiem, lai noteiktu savienojumus un modeļus, pēc tam uzrakstīs dokumentus, kuros izklāsta savus atklājumus un izklāstīs savus argumentus, lai pamatotu savus secinājumus.
Citi psihologi strādā ar kvantitatīviem datiem. Izmantojot skaitļus, viņi var palaist savus datus, izmantojot vienādojumus un statistikas modeļus, kas var kvantitatīvi noteikt jebkuru modeļu vai attiecību esamību un stiprumu, ko pētnieki var atrast. Pētnieki, kas strādā ar kvantitatīvām metodēm psiholoģijā, dod priekšroku skaitlisko datu vākšanai un analīzei, lai viņu secinājumus varētu matemātiski pierādīt, nevis paļauties uz argumentiem, ko kvalitatīvi pētnieki izmanto, lai pamatotu savus. Daži no šiem psihologiem uzskata, ka darbs ar kvantitatīvām metodēm padara psiholoģijas jomu empīriski stingrāku un uzlabo tās akadēmisko pētījumu kvalitāti.
Kvantitatīvās metodes psiholoģija var vākt datus analīzei, pārbaudot lietas, kurām pēc būtības ir skaitlisks raksturs, vai izmantojot kodēšanas sistēmu, lai kvantitatīvi noteiktu vienumus, kas pēc būtības ir kvalitatīvāki. Informācija, kas pēc būtības ir kvantitatīva, var ietvert tādus vienumus kā laiks, kas nepieciešams subjektiem, lai reaģētu uz stimulu, vai subjektu skaits, kas izvēlas konkrētu atbildi uz aptaujas jautājumu. Psihologi var arī kodēt uzvedības veidus subjektos, kurus viņi novēro. Tas nozīmē, ka pētnieks nosaka plašas uzvedības definīcijas, kas viņu interesē, un katrai no tām piešķir numuru. Skaitļa ierakstīšana, kad psihologi novēro tā atbilstošo uzvedību, ļauj šiem pētniekiem izveidot kvantitatīvus datus no kvalitatīviem novērojumiem.
Viena no izplatītākajām kvantitatīvo metožu psiholoģijas analītiskajām metodēm ir regresijas analīze. Pētnieks savus datus sadala neatkarīgā datu sērijā un atkarīgā datu sērijā. Kad šie dati tiek palaisti, izmantojot lineārās regresijas modeli, psihologs iegūst skaitļu kopu, kas apraksta, cik lielā mērā neatkarīgās datu sērijas ietekmē atkarīgās datu sērijas. Ja pētnieks pētītu dienas temperatūras ietekmi uz uzvedību, tad temperatūra būtu neatkarīgais mainīgais un uzvedības kods būtu atkarīgais mainīgais. Psihologi, kas izmanto šo kvantitatīvo paņēmienu, izmantos regresijas analīzes rezultātus, lai noteiktu neatkarīgā mainīgā ietekmes uz atkarīgo mainīgo stiprumu un derīgumu.
Regresijas analīze ir populāra kvantitatīvo metožu psiholoģijā, jo tā spēj noteikt cēloņsakarību. Korelācijas var noteikt tikai to, vai pastāv saistība starp divām datu sērijām, nevis to, kura datu sērija izraisa izmaiņas citā. Piemēram, spēcīga korelācija starp temperatūru un uzvedību nevar matemātiski pierādīt, ka temperatūra ir tas, kas izraisa uzvedību. Regresijas analīze var matemātiski pierādīt, ka neatkarīgais mainīgais ir tas, kas ietekmē atkarīgo mainīgo, kas ļauj pētniekiem izmantot tā rezultātus kā pierādījumus.