Psikolojik değişkenler, mevcut bilgiler veya verilen bir görevi gerçekleştirmek için geçen süre gibi değiştirilebilecek psikolojik deneylerdeki öğeleri ifade eder. Değişkenler bağımlı veya bağımsız olarak sınıflandırılabilir. Araştırmacılar bağımsız değişkendeki değişiklik nedeniyle ortaya çıkabilecek bağımlı değişken üzerindeki olası etkiyi araştırıyor.
Genel olarak, bir öğedeki değişikliklerin diğerine değişiklik yapıp yapmadığını belirlemek için psikolojik deneylerde değişkenler uygulanır. Bağımlı değişken, araştırmacının bağımsız değişkenin değişmesi üzerine ölçtüğü değişkendir. Bağımsız değişken, deneycinin bağımlı değişken üzerinde bir etkisi olması beklentisi ile manipüle ettiği bir değişkendir. Örneğin, uyku yoksunluğunun test performansı üzerindeki etkisi üzerine yapılan bir çalışmada, uyku yoksunluğu bağımsız değişkenken, test performansındaki puanlar bağımlı değişkeni oluşturmaktadır. Bir deneyci, hatırlanan bilgi miktarı üzerindeki etkiyi belirlemek üzere katılımcılara verilen, organize veya rastgele bir bilgi türünü de değiştirebilir. Bu durumda, bilgi türü bağımsız değişkendir (çünkü değişmektedir) ve hatırlanan bilgi miktarı bağımlı değişkendir (çünkü ölçülmekte olan şeydir).
Psikolojik değişkenler, bağımsız ve bağımlı değişkenler arasındaki ilişkiyi etkileyen yabancı değişkenler olarak da kategorize edilebilir. Örneğin, uyku yoksunluğunun test performansı üzerindeki etkisini araştırırken, yaş, cinsiyet ve akademik geçmiş gibi faktörlerin sonuçlar üzerinde önemli bir etkisi olabilir.