本书共有三个部分：第一部分为基础理论，包括第一、二、七、八章，主要介绍了科学研究的目的、心理学研究的程序和伦理规范，变量的操纵、测量、控制，以及心理物理学法和反应时法的原理；第二部分为实验设计，包括第三、四、五、六章，内容涉及实验设计的各种形式，如准实验设计、被试间设计、被试内设计、混合设计和单被试设计等；第三部分为具体应用，包括第九、十、十一章，具体呈现了实验心理学家如何将心理学实验原理运用于注意、记忆和阅读等重要领域的研究之中。