实验效度是指实验方法能达到实验目的的程度，也就是实验结果的准确性和有效性程度。实验效度主要包括内部效度和外部效度。
1．内部效度
实验的内部效度是指实验中的自变量与因变量之间因果关系的明确程度。如果在实验中：当自变量发生变化时因变量随之发生改变，而自变量恒定时因变量则不发生变化，也就是说确实是自变量而不是其他因素引起了因变量的变化，那么这个实验就具有较高的内部效度。由此可知，内部效度与无关变量的控制有关。
当实验中未得到控制的无关变量越多时，因变量的变化不是由自变量引起的可能性就越大，实验的内部效度就越低。当实验结果未受到任何其他变量的干扰，自变量与因变量的因果关系明确时，实验的内部效度则是高的。
内部效度问题其实就是实验变量控制的问题，各种典型的无关变量都会影响到实验的内部效度，现分述如下：
（1）主试－被试间的相互作用：在心理学实验研究中，除了主试给出指导语及被试按指导语要求完成任务的相互作用之外，他们之间还可能存在着某种干扰实验、使实验结果发生混淆的相互作用。尽管研究者总要在研究中引入尽可能多的实验控制，但即使是在最谨慎的研究者那里，有两种来源的偏差仍可能受到忽视：要求特征和实验者效应。
（2）统计回归：第一次测量平均值偏高者，第二次测量平均值有趋低的倾向（向常态分布的平均数回归）；第一次测量平均值偏低者，第二次测量平均值有趋高的倾向。当实验分组涉及到某些具有极端特性的个体作为被试（如高焦虑组和低焦虑组）时，统计回归将对实验的内部效度起到极大的影响，实验者将无法区分统计回归的效应和自变量本身的效应。为避免统计回归对实验效度的影响，通常建议实验者在匹配被试时必须考虑两组被试本身是否同质，如果不同质（就象白人儿童和非裔儿童）就必须以几组被试各自的相对水平进行匹配。此外，利用统计控制进行协方差分析，在某种程度上也能降低统计回归对实验效度的影响。
（3）其他影响内部效度的因素：实验内部效度还与许多其他因素的控制有关。例如在实验中，被试的一些固有的和习得的差异，如性别、年龄、经验、个性等都对研究存在一定的影响。在对被试进行分组时，如果没有使用随机取样和随机分配的方法，即存在被试的选择偏性的话，那么实验结果就会发生混淆，从而降低内部效度。另外在一些长期实验中，参加实验的人员的流失率会随着时间而增大。即使开始参加实验的被试样本是经过随机取样和随机分配的，但由于被试的中途缺失，常常使缺失后的被试样本难以代表原来的样本，这同样会降低实验的内部效度。对于时间跨度较长的实验，必须考虑到个体本身的生长和成熟因素也能影响内部效度。此外，增设控制组，同样能够解决由于实验程序本身、控制方式的不一致以及测量程度的变化对实验内部效度的影响。例如，在使用前测
后测的实验研究中，一般正常情况下，即使没有接受任何实验处理，后测的分数也将比前测的分数高一些。这中间可能包括练习因素、临场经验、以及对实验目的敏感程度的效应。而这些影响实验效度的问题，可以通过增设一个无实验处理，仅有前后测的控制组加以解决。如果实验组的后测明显高于控制组的后测，那么实验组被试的前后变化就确实是由自变量引起的（至少是高于控制组的那部分）。
2．外部效度
实验的外部效度是指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度，即实验结果的普遍代表性和适用性，研究者也将之称为生态效度。
实验的外部效度就要受到很多因素的制约。主要有以下三个方面的影响。
（1）实验环境的人为性：实验是在严格的控制条件下进行的，实验环境的人为性可能使某些实验结果难以用来解释日常生活中的行为现象。在特定的实验情境中，被试通常知道自己是处于被观察的地位，因此其行为可能会受到影响，表现为与他们不知道自己正在被观察或不参加实验时有很大的不同。而且实验室中的仪器设备也会影响被试的典型行为。此外，像我们在前面所提到的那样，被试参与实验时都存在一定的动机和对实验的预期，这些因素都会影响其行为表现。
（2）被试样本缺乏代表性：从理论上讲，参与实验的被试必须具有代表性，必须从将来预期推论、解释同类行为现象的总体中进行随机取样。但实际上这很难做到。因为如果总体很大，即使能够随机取样，但由于心理学实验的被试通常是自愿的，所以也很难把被随机选上的人全部请来做实验。如果总体是无限的，例如“七岁儿童”就是一个无限的总体，包括过去的、现在的、将来的所有七岁儿童，随机取样实际上是行不通的。这样的结果自然会降低实验的外部效度。同样，如果研究者选择一些具有独特心理特质的被试进行实验时，因为这些独特的心理特质有利于对实验处理造成较佳的反应，就很难将得出的结果推广到其他特质的被试上去。例如，如果选择一些智力水平较高的学生，进行发现式教学与传统教学的比较，实验结果发现前一种教学法优于后一种教学法。但是这一结果显然不能推论到实验以外的其他一般的学生中去。因为参加实验的对象是具有高智力水平的学生，他们也许比这种特质低的学生（例如，低智力水平的学生）更能从发现教学法中获益。如果将这种结果随意推广到所有学生上去，显然会造成推
论的错误。
（3）测量工具的局限性：实验者对自变量和因变量的操作性定义往往以所使用的测量工具的测量结果来加以考虑的。例如，把成就动机作为一个因变量，实验者常以某种成就动机量表所测得的分数来界定并评价其强度。但成就动机的测量工具有各种不同的形式，所测量出的分数并不代表同一种成就动机及其强度。如果在实验时采用的是某一种成就动机的量表，那么所得出的实验结果便不能推论到采用其他成就动机的量表的情况中去。