Psychologia może przywodzić na myśl obrazy psychoanalizy i interpretacji snów, ale wielu profesjonalnych psychologów preferuje bardziej empiryczne podejścia do badania ludzkich zachowań. Tacy specjaliści prowadzą badania, projektując eksperymenty, które gromadzą dane liczbowe, ilościowe. Badacze zajmujący się psychologią metod ilościowych mogą następnie wykorzystać analizę statystyczną danych swojego eksperymentu, aby wyciągnąć wnioski na temat jego wyników.
Wszyscy badacze zbierają i analizują dane. Informacje te mogą mieć charakter ilościowy lub jakościowy. Dane jakościowe mogą obejmować wywiady, które psycholog może przeprowadzić z badanymi, jego notatki podczas obserwacji zachowania badanego lub studia przypadków napisane przez innych badaczy. Psychologowie przeprowadzający badania z danymi jakościowymi przeanalizują informacje ze wszystkich tych źródeł pod kątem powiązań i wzorców, a następnie napiszą artykuły, w których przedstawią swoje odkrycia i przedstawią swoje argumenty, aby uzasadnić swoje wnioski.
Inni psychologowie pracują z danymi ilościowymi. Korzystanie z liczb pozwala im analizować dane za pomocą równań i modeli statystycznych, które mogą określić ilościowo istnienie i siłę wszelkich wzorców lub relacji, które mogą znaleźć badacze. Badacze zajmujący się psychologią metod ilościowych wolą zbierać i analizować dane liczbowe, aby ich wnioski można było udowodnić matematycznie, zamiast opierać się na argumentach, których używają badacze jakościowi, aby uzasadnić swoje wnioski. Niektórzy z tych psychologów uważają, że praca z metodami ilościowymi czyni dziedzinę psychologii bardziej rygorystyczną empirycznie i poprawia jakość jej badań naukowych.
Psychologia metod ilościowych może zbierać dane do analizy, badając rzeczy, które są z natury liczbowe lub używając systemu kodowania do ilościowego określania pozycji, które mają charakter bardziej jakościowy. Informacje, które są z natury ilościowe, mogą obejmować takie elementy, jak czas potrzebny uczestnikom na odpowiedź na bodziec lub liczba osób, które wybierają konkretną odpowiedź na pytanie w ankiecie. Psychologowie mogą również kodować typy zachowań u badanych przez siebie osób. Wiąże się to z ustaleniem przez badacza szerokich definicji zachowań, którymi jest zainteresowany, i przypisaniem każdemu z nich liczby. Zapisanie liczby, gdy psychologowie obserwują jej zachowanie, pozwala tym badaczom na tworzenie danych ilościowych na podstawie obserwacji jakościowych.
Jedną z najczęstszych technik analitycznych w psychologii metod ilościowych jest analiza regresji. Badacz dzieli swoje dane na niezależną serię danych i zależną serię danych. Kiedy te dane są analizowane przez model regresji liniowej, psycholog otrzymuje zestaw liczb opisujących zakres, w jakim niezależne serie danych wpływają na zależne serie danych. Gdyby naukowiec badał wpływ temperatury w ciągu dnia na zachowanie, to temperatura byłaby zmienną niezależną, a kod zachowania byłby zmienną zależną. Psychologowie stosujący tę technikę ilościową wykorzystaliby wyniki analizy regresji do określenia siły i trafności wpływu zmiennej niezależnej na zmienną zależną.
Analiza regresji jest popularna w psychologii metod ilościowych ze względu na jej zdolność do określania przyczynowości. Korelacje mogą tylko stwierdzić, czy istnieje związek między dwiema seriami danych, a nie to, która seria danych powoduje zmiany w drugiej. Na przykład silna korelacja między temperaturą a zachowaniem nie może matematycznie udowodnić, że to temperatura jest przyczyną zachowania. Analiza regresji może matematycznie wykazać, że zmienna niezależna wpływa na zmienną zależną, co pozwala badaczom wykorzystać jej wyniki jako dowód.