Vergi teorilerinin ortaya koyduğu varsayımları test etmek, mükellef davranışlarını anlamlandırmak ve vergi kaçırmayı etkileyen iktisadi, sosyal ve psikolojik faktörleri belirlemek amacıyla maliye literatüründe çok sayıda ampirik çalışma gerçekleştirilmiştir. Ancak vergi kaçakçılığı, doğası gereği yasa dışı ve gizli yürütülen bir faaliyet olduğundan, bu alanda güvenilir, yeterli ve sağlam veri setlerine ulaşmak araştırmacılar için her zaman büyük bir zorluk teşkil etmiştir. Dünyanın hemen hemen tüm ülkelerinde ve Türkiye'de geçerli olan 'vergi mahremiyeti' ilkesi gereğince, mükelleflerin kişisel vergi beyannamelerindeki hassas bilgiler akademik veya bilimsel araştırma amaçlarıyla bile olsa üçüncü kişilerle paylaşılamamakta ve doğrudan elde edilememektedir. Bu durum, araştırmacıları doğrudan gözlem yerine dolaylı veya alternatif veri toplama yöntemlerine yöneltmiştir. Maliye literatüründe bu veri kısıtını aşmak ve vergi kaçakçılığı olgusunu ampirik olarak analiz edebilmek amacıyla üç temel yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemler; resmi veri yöntemi (özellikle ABD Gelir İdaresi'nin oluşturduğu veri setleri), laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deneysel yöntem ve mükelleflerin beyan ile algılarına dayanan anket yöntemidir. Her bir yöntemin kendine özgü avantajları, dezavantajları ve metodolojik sınırları bulunmaktadır. Resmi veri yöntemi, vergi idarelerinin kendi denetim ve kayıt süreçlerinden elde ettikleri gerçek verilerin analizine dayanır. Bu alandaki ampirik çalışmaların çok büyük bir kısmı, Amerika Birleşik Devletleri Gelir İdaresi (IRS) tarafından geliştirilen ve Mükellef Uyum Ölçüm Programı (Taxpayer Compliance Measurement Program - TCMP) olarak adlandırılan veri setini kullanmıştır. TCMP kapsamında, rastgele örnekleme yöntemiyle seçilen on binlerce vergi beyannamesi, çok tecrübeli vergi denetim elemanları tarafından son derece sıkı ve detaylı bir incelemeye tabi tutulmuştur. TCMP'nin temel uygulanma amacı, vergi idaresinin gelecekteki denetimlerini daha etkin kılabilmek için bir formül geliştirmektir. Bu formül 'Ayrıştırma İndeksi Fonksiyonu' (Discriminant Index Function - DIF) olarak adlandırılır. DIF, vergi beyannamelerini beklenen vergi uyumsuzluklarına (kaçırma riskine) göre sınıflandırır. ABD Gelir İdaresi, rutin denetimlerinin %60 ila %70 gibi çok büyük bir kısmını bu DIF formülünün ürettiği risk puanlarına göre seçmektedir. Formülün içeriği ve matematiksel yapısı ise stratejik nedenlerle gizli tutulmaktadır. TCMP veri setinin akademik dünyaya açılması kolay olmamıştır. 1963'te başlayan programın verileri, uzun yıllar gizli tutulmuş; ancak 1980'li yılların başında araştırmacı Suzan Long tarafından 'Bilgi Özgürlüğü Yasası' kapsamında açılan davanın kazanılmasıyla önce toplu halde, son yıllarda ise kişisel bazda araştırmacıların kullanımına sunulmuştur. Bu veri setini kullanan Clotfelter (1983), resmi veriyle yapılan ilk ampirik çalışmayı gerçekleştirmiştir. Bu regresyon analizleri genel olarak gelir düzeyi ve vergi oranlarındaki artışın kaçırılan vergi miktarını artırdığını ortaya koymaktadır. TCMP verileri bazı akademisyenler tarafından vergi uyumunu araştırmada en güvenilir kaynak olarak kabul edilse de, ciddi metodolojik dezavantajları ve sınırları nedeniyle yoğun şekilde eleştirilmiştir. İlk olarak, vergi denetmenlerinin olduğundan fazla gösterilen (şişirilen) indirilebilir giderleri tespit etme olasılığı yüksekken, hiç beyan edilmeyen veya gizlenen gelirleri (özellikle nakit paranın yoğun döndüğü ve kaynakta kesinti yapılmayan işlerde) ortaya çıkarma yeteneği son derece kısıtlıdır. Çünkü düşük beyan edilen gelirin ispat yükü vergi idaresinin üzerindedir. İkinci olarak, TCMP verisi sadece beyanname vermiş olan mükellefleri kapsar; piyasada faaliyet gösterip de hiç beyanname vermeyen (kayıt dışı) mükellefleri içermez. Bu durum, beyanname vermeme davranışının nedenlerini araştırmada bu veri setini yetersiz kılar. Ayrıca, veri seti kasıtlı vergi kaçırma ile mükelleflerin karmaşık vergi mevzuatı nedeniyle istemeden yaptıkları hataları (matrah uyumsuzluklarını) birbirinden ayıramamakta, her ikisini de vergi kaçakçılığı olarak kaydetmektedir. Son olarak, TCMP verileri mükelleflerin itiraz etmesi ve yargıya/temyize gitmesi sonucu değişebilecek matrah farklarını nihai haliyle içermez. Denetmenlerin de insan hatası yapabileceği, aynı beyannameyi inceleyen farklı denetmenlerin farklı matrah farklarına ulaşabildiği gözlemlenmiştir. Suzan Long, bu verilerin kasıtlı kusur veya kaçakçılıktan ziyade, mevzuattaki belirsizlik, dikkatsizlik ve yanlış anlamalardan kaynaklanan farkları ölçtüğünü savunmuştur. Deneysel yöntem, gerçek hayattaki vergi beyan etme ve vergi kaçırma karar mekanizmasının, laboratuvar ortamına simüle edilerek taşınması esasına dayanır. Bu yöntemde katılımcılara (genellikle öğrenciler veya seçilen denek grupları) belirli bir sanal gelir verilir. Katılımcılardan kendilerine sunulan vergi oranı, denetim oranı, ceza miktarı ve kamu transferleri gibi parametreleri dikkate alarak gelirlerini beyan etmeleri istenir. Araştırmacılar, bu değişkenler manipüle edildiğinde katılımcıların faydalarını nasıl maksimize ettiklerini ve beyan oranlarını nasıl değiştirdiklerini gözlemler. Deneysel yöntemin en büyük avantajı, etkisi incelenmek istenen değişkenlerin (örneğin ceza oranı veya denetim sıklığı) araştırmacı tarafından laboratuvarda tamamen kontrol edilebilmesi ve istenildiği gibi manipüle edilebilmesidir. Ancak en önemli dezavantajı, laboratuvardaki ödül ve cezaların gerçek hayattaki kadar büyük ve sarsıcı olamaması nedeniyle, katılımcıların deney esnasında gerçek hayattaki doğal risk alma veya kaçınma davranışlarını tam olarak sergileyememe (yapay davranma) olasılığıdır. Deneysel çalışmaların genel bulguları, mükelleflerin sadece ekonomik rasyonaliteyle hareket etmediğini göstermektedir. Birçok mükellef, vergi kaçırmayı ahlaki ve etik açıdan yanlış bulduğu için (vergi etiği/ahlakı nedeniyle) vergi kaçırmamaktadır. Bununla birlikte, denetim ve ceza oranlarındaki artışın beyan edilen geliri artırdığı; beyan kararlarında adalet, sosyal normlar ve sistemin eşit işlediği algısının son derece belirleyici rol oynadığı saptanmıştır. Anket yöntemi, mükelleflere doğrudan geçmişteki vergi davranışları, gelecekteki planları, algıladıkları denetim riskleri, sosyal normlar ve demografik özellikleri hakkında sorular sorularak veri toplanmasını hedefler. Bu yöntem, vergi kaçakçılığını etkileyen psikolojik, sosyo-ekonomik ve demografik faktörlere ilişkin son derece zengin ve geniş bir veri seti sunması bakımından büyük bir avantaja sahiptir. Ancak anket yönteminin metodolojik sınırları oldukça fazladır. Konunun hassasiyeti ve yasa dışı boyutu nedeniyle mükellefler, anketin vergi idaresiyle bir bağlantısı olabileceğinden şüphelenerek dürüst yanıtlar vermeyebilirler. Sosyal olarak ayıplanmaktan veya cezalandırılmaktan korktukları için davranışlarını gizleyebilirler ya da geçmişteki eylemlerini unutmuş olabilirler. Ayrıca anketlerde 'neden-sonuç' ilişkisinin yönünü belirlemek zordur; örneğin, çevresinin vergi kaçırdığını söyleyen biri bunu gerçekten gözlemlediği için mi söylemektedir, yoksa kendi vergi kaçırma davranışını rasyonalize etmek ve suçluluk duygusunu azaltmak için bir savunma mekanizması olarak mı bu iddiaya sığınmaktadır, bunu ayırt etmek güçtür. Türkiye üzerine yapılan ampirik anket çalışmalarında, vergi kayıplarının ve kaçakçılığının temel nedenleri arasında; vergi oranlarının çok yüksek olması, toplumda vergi ahlakının yeterince yerleşmemiş olması, gerekli yapısal vergi reformlarının gecikmesi, mükelleflerin üzerindeki biçimsel/bürokratik yükümlülüklerin fazlalığı ve devletin vergi ödemenin zorunluluğunu kamuoyuna yeterince iyi anlatamaması gösterilmiştir. Genel olarak düşük denetim oranları, adil olmayan vergi yasaları ve caydırıcı olmayan düşük cezalar vergi kaçakçılığını besleyen unsurlar olarak öne çıkmaktadır.