実験心理学（じっけんしんりがく、英: experimental psychology）は、自然科学の一領域としての心理学の方法であり、実験的手法により心の理解を目指す。研究対象ではなく、研究手法に基づいた分類である。そのため、実験心理学が扱う研究対象は多岐に渡る。一般には知覚心理学、認知心理学、比較心理学、実験的行動分析や、生理心理学および発達心理学の一側面を含んでいる。

イブン・ハイサム（アルハーゼン）は、実験心理学の先駆者とされることがある。これは、彼の著作『光学の書』において視知覚や錯視を実験的に扱ったことによる。[1]実験的手法は、同時代のペルシャの心理学者ビールーニーによっても開発され、彼は反応時間の概念を発見した。[2]さらなる発展が訪れたのは19世紀にヴィルヘルム・ヴントが登場してからである。彼は実験心理学という領域を確立し、実験心理学に数学的・定量的な手法を導入した。このことから、彼は実験心理学の父と考えられている。[1]ヴントは自身を心理学者あるいは研究・実験的心理学者と名乗った最初の例である。彼はライプツィヒ大学に心理学研究室を創設し、構成主義心理学派の祖となった。

他の実験心理学者には、エビングハウスやティッチナーなど、実験的手法に内観法を用いたものがいる。しかしながら20世紀の前半には、特に米国における実験心理学は行動主義と密接に結びつき、精神現象を無視することにつながった。ヨーロッパではこの傾向は比較的弱く、バートレット、クレイク、ヒック、ブロードベントらの影響のもとで、実験心理学者は思考、記憶、注意などのテーマを研究した。このことが、後の認知心理学の発達の基礎となった。

20世紀の後半には、心理学分野の拡大や副次的な方法論の増加により、"実験心理学"という語の意味は変化することになった。実験心理学者は多くの手法を用いるようになり、厳密に実験的な手法以外の方法も用いるようになった。