思维实验是哲学家和科学家通过建构假设情境进行逻辑推演的认知探究方法，广泛应用于哲学、理论物理学和伦理学等领域。该方法通过虚拟场景设计探讨抽象概念，典型案例包括爱因斯坦的光线实验（推导时间相对性）、忒修斯之船悖论（讨论事物本质）及电车难题（道德困境分析）等。

思维实验的特殊研究方法大抵有下列五种。

（一）临床法

（二）口语报告法

（三）测时法

（四）错误分析法

（五）模拟法

思维实验中，另一个重要的问题应考虑确定恰当的因变量的指标。

因变量指标的确定应考虑下列因素：①要有利于揭示思维发展过程的质变。只有这样才能看出思维的发展阶段及其水平的差异。②要有利于确定质变和量变的时间。③要有利于确定发展速度，易于查明思维发展的加速期。④要有助于揭示思维活动的整体协调性。

例如在一项教改实验中，为了评价某种教材对于学生数学能力发展的影响，我们可以确定如下指标。

思维的敏捷性；

思维的灵活性；

思维的深刻性；

思维的独创性。

在过去一百多年间，神经科学家们似乎忽略了身体对意识的重要作用。他们将精神生活单纯地与大脑联系在一起，“缸中大脑”思维实验就是这种观点的一个缩影——在这个实验中，一个脱离了身体的大脑继续拥有正常的意识体验。进入21世纪，这种认识开始发生了变化，安东尼奥·达马西奥开创了“体现意识”，即身体意识领域的研究。