根據研究目的、運用一定手段（實驗儀器、設備等）主動干預或控制自然事物、自然現象發展的過程，在特定的觀察條件下探索客觀規律的一種研究方法。

　　自然界發生的各種現象往往是錯綜復雜的，并且被研究對象往往不是孤立的，總是處于與其他事物和現象的相互聯系之中，因此影響研究對象的因素在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的。要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規律，單靠自然條件下整體觀察研究對象是遠遠不夠的，還必須對研究對象施加人為的影響，造成特定的便于觀察的條件，這就是控制變量的方法。

　　例如在研究氣體的溫度、體積、壓強這3個狀態變量之間的關系時，必須設法把決定氣體狀態的一個量或兩個量用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較、研究其他兩個變量之間的關系。在進行觀察時，首先把研究對象限定為一定質量的氣體，然后研究在溫度恒定的條件下，它的體積跟壓強的關系，得出了玻意耳定律。如果使一定質量氣體的體積（或壓強）保持不變，研究它的壓強跟溫度的關系（或體積跟溫度的關系），便得出了查理定律了（或蓋？呂薩克定律）。這三個定律都是用控制變量的方法得出的描述一定質量的氣體的狀態量之間的關系的實驗定律，為建立理想氣體模型、推導理想氣體狀態方程提供了可靠的實驗依據。

　　在研究物體的加速度跟所受的外力和物體質量的關系時，也采用了控制變量的方法。如先研究物體質量不變時，在大小不同的外力作用下，物體的加速度跟外力的關系；再研究在相同大小的外力作用下，物體的加速度跟質量的關系。這就是著名的牛頓第二定律。