Psikoloji biliminde insan davranışlarını ve bu davranışların arkasındaki düşünce süreçlerini incelemek amacıyla çeşitli veri toplama yolları kullanılır. Gündelik hayatta sezgilere veya anlık izlenimlere dayanarak yapılan değerlendirmeler bilimsel araştırmalar veya klinik uygulamalar için yetersiz kalır; bu nedenle geçerli ve güvenilir verilere ihtiyaç duyulur. Bilimsel veri toplama süreçlerinde gözlem, görüşme, anket, ölçek, psikolojik testler ve çeşitli araçlar en yaygın kullanılan yöntemler arasında yer alır. Gözlem, gündelik hayatta da sıkça kullanılan ancak bilimsel nitelik kazanması için kayıt altına alınması ve belirli ölçütlere (miktar, şiddet, sıklık) göre puanlanması gereken bir veri toplama yoludur. Doğal hâlde gözlem, araştırmacının müdahale etmeden bireylerin kendi doğal ortamlarındaki davranışlarını incelemesine olanak tanır. Örneğin, bir çocuk parkındaki çocukların oyun alışkanlıklarını doğal ortamında izlemek bu türe girer. Doğal gözlemle elde edilen genel bilgiler sonrasında daha sistematik bir inceleme yapılmak istenirse sistematik gözleme geçilir. Sistematik gözlem, önceden belirlenmiş belirli bir davranış ya da durumun belirli bir plana ve sisteme göre izlenmesidir. Laboratuvar ortamında katılımcılara tahrik edici resimler gösterilerek yüz ifadelerinin bilgisayar programlarıyla analiz edilmesi ve işaretleme listeleriyle puanlanması sistematik gözleme örnek olarak gösterilebilir. Görüşme, araştırılan probleme bağlı olarak hazırlanan sorular çerçevesinde sözel ve yüz yüze yürütülen derinlemesine bilgi toplama yoludur. Bireylerle veya küçük gruplarla yapılabilen görüşmeler soruların yapısına göre üç gruba ayrılır: Yapılanmış görüşmelerde sorular ve hatta seçenekler tam olarak belirlenmiştir; yarı yapılanmış görüşmelerde temel sorular bellidir ancak araştırmacı derinleşmek için yan sorular ekleyebilir; yapılanmamış görüşmelerde ise ana konular belirlidir ancak akış katılımcıya göre esneklik gösterir. Görüşmelerden elde edilen verilerin bilimsel olarak kullanılabilmesi için sistematik hâle getirilmesi gerekir. Niceliksel değerlendirmelerde içerik analizi (temaların veya sözcüklerin tekrarlanma sıklığı) kullanılırken, niteliksel değerlendirmelerde konuşma, söylem veya repertuvar analizi gibi teknikler tercih edilir. İyi yetişmiş bir görüşmeci karmaşık ama oldukça zengin veriler elde edebilir. Anket, bir araştırmanın amacına uygun olarak düzenlenmiş ve katılımcıların yazılı cevap verdiği soru listeleridir. Büyük grupların genel eğilimlerini, alışkanlıklarını veya görüşlerini belirlemek amacıyla kullanılır; örneğin üniversite öğrencilerinin kantin kullanım alışkanlıklarını incelemek için anket idealdir. Anketlerde genellikle kimlik bilgisi istenmez ve değerlendirmeler frekans ile yüzdelerin hesaplanması, histogram veya pasta grafiklerle görselleştirilmesi şeklinde yapılır. Ölçekler de anketler gibi yazılı cevaplamaya dayanan soru listeleridir ancak ölçtüğü yapı ve ölçüm düzeyi bakımından farklılık gösterir. Psikolojide ölçekler, bir bireyde belirli bir özelliğin (depresyon eğilimi, kontrol odağı, sosyal destek algısı vb.) ne düzeyde mevcut olduğunu belirlemek ve niceliğe dönüştürmek amacıyla kullanılır. Katılımcıların kendi beyanlarına dayandığı için bazı sınırlılıkları bulunur ve bireysel kararlar için norm çalışmalarına ihtiyaç duyar. Psikolojik testler ise bireylerin kendi beyanına değil, belirli bir niteliği ortaya çıkarmak üzere hazırlanmış görevlerdeki performansına dayanır. Testler, ölçülen yapının nesnel ve standart ölçümleri olup uygulama, puanlama ve yorumlama koşulları tamamen standartlaştırılmıştır. Bu sayede bireyler arasındaki puan farklarının kişisel nitelik farklarından kaynaklandığı garanti edilir. Testler uygulama koşullarına göre bireysel (tek kişi) ve grup testleri olarak ayrılırken; ölçme felsefesine göre psikometrik (nesnel) ve projektif (öznel) testler olarak sınıflandırılır. Projektif testlerde (örneğin belirsiz resimler veya yarım öyküler) bireylerin belirsiz uyaranlar aracılığıyla iç dünyalarındaki bilinçdışı düşünce ve temaları yansıtacağı varsayılır. Ölçme, kişi, nesne ve olayların sahip oldukları vasıflara belirli kurallar içerisinde sayı tayin etme işlemidir. Bilimsel bilgi üretmek için incelenen yapıların araştırma değişkenleri hâlinde tanımlanması ve niceliğe dönüştürülmesi şarttır. Ölçme işlemi standart ölçme araçları vasıtasıyla gerçekleştirilir ve ölçmenin sübjektiflikten arındırılması amaçlanır. Ölçme araçları sahip oldukları duyarlılık derecelerine göre dört farklı ölçüm düzeyine ayrılır: Sınıflandırıcı (nominal), sıralayıcı (ordinal), aralıklı (eşit aralıklı - interval) ve oranlı (ratio) ölçekler. Sınıflandırıcı ölçümler verileri kategorilere ayırır (cinsiyet, meslek) ancak miktar bilgisi vermez. Sıralayıcı ölçümler kategorileri bir boyut üzerinde derecelendirir ve yön bilgisi ekler ancak mesafelerin eşitliğini garanti etmez (apartman numaraları, Likert ölçekleri). Eşit aralıklı ölçümlerde ise kategoriler sıralanmış ve aralarındaki mesafeler eşit olarak bölünmüştür (sıcaklık, zekâ, akademik başarı); ancak bu düzeyde mutlak sıfır noktası yoktur, sıfır karara bağlıdır. Oranlı ölçümlerde ise mutlak bir sıfır noktası (özelliğin tam yokluk hâli) bulunur ve iki katı, beş katı gibi oranlı mukayeselere olanak tanır (uzunluk, ağırlık, süre). Araştırmalarda mümkün mertebe üst düzey ölçümler hedeflenir. Bir ölçme aracının bilimsel amaçlarla kullanılabilmesi için psikometrik özelliklerinin (standardizasyon, normlar, geçerlik ve güvenirlik) incelenmesi şarttır. Yurt dışı kökenli araçların mutlaka Türkiye'ye uyarlanmış ve standardize edilmiş olması gerekir. Standardizasyon, bir testin materyalinin, uygulama koşullarının ve yönergelerinin her uygulama için değişmez ve nesnel olmasını ifade eder; uygulayıcılar değişse bile test işlemleri aynı kalır. Geçerlik, bir ölçme aracının ölçmeyi amaçladığı özelliği ne kadar isabetle ölçtüğünün göstergesidir. Geçerlik incelemeleri yapı geçerliliği (yüzeysel ve kapsam/içerik geçerliliği) ve ölçüt bağıntılı geçerlilik (eş zamanlı geçerlilik ve yordama/prediktif geçerlilik) olmak üzere incelenir. Yapı geçerliliği uzman jürilerle, ölçüt bağıntılı geçerlilik ise ampirik korelasyon hesaplamalarıyla test edilir. Güvenilirlik ise ölçümlerin hassasiyeti ve tutarlılığı ile ilgilidir; aynı şartlarda yapılan ölçümlerin farklı zamanlarda aynı sonucu vermesini ifade eder. Güvenilirliği test etmek için tekrarlama güvenilirliği (test-tekrar test) ve iç tutarlık güvenirliği (iki seçenekli testler için KR-20, çok seçenekli testler için Cronbach Alfa formülleri) kullanılır. Bir test güvenilir olabilir ancak geçerli olmayabilir (örneğin hafızayı ölçmek için düğme ilikleme hızı ölçmek). Bir ölçme aracından elde edilen ham puanların bir anlam ifade edebilmesi için örneklemden elde edilmiş normlara göre değerlendirilmesi gerekir. Normlar, bir bireyin yaşıtlarına veya benzer gruplara göre nerede olduğunu gösteren değerlerdir. Yaş-sınıf normları, ulusal-yerel normlar ve cinsiyete bağlı normlar sıklıkla oluşturulur. Yüzdelik normlar (yüzdelik sıra puanları), belirli bir puanın ham puan dağılımında yüzde kaçının altında kaldığını göstererek bireyin göreceli yerini belirler. Testlerde ham puanları yaştan bağımsız karşılaştırılabilir kılmak için ise standart puanlara (z veya t puanı gibi) dönüştürülür. Standart puanlar, ortalama ve standart sapmaya dayalı olarak hesaplanır. Normlar mutlak ve kalıcıdeğildir; zamanla ve mekâna göre değişebilirler. Bu nedenle bireysel karar verme (klinik değerlendirme vb.) amacıyla kullanılacak testlerin güncel normlarına sahip olması zorunludur. Araştırmalarda ise genellikle ham puanlar kullanıldığı için bu zorunluluk her zaman aranmaz.