План-програма включає найменування теми дослідження, робочу гіпотезу, методику експерименту, перелік необхідних матеріалів, приладів, установок, список виконавців експерименту, календарний план робіт і кошторис на виконання експерименту. У ряді випадків включають роботи з конструювання й виготовлення приладів, апаратів, пристосувань.

Один з найбільш важливих етапів складання плану-програми — визначення мети й завдань експерименту. Чітко обґрунтовані завдання - це вагомий внесок у їхнє рішення. Кількість завдань повинне бути невеликим. Для конкретного експерименту оптимальною кількістю є 3-4 завдання. У великому, комплексному експерименті їх може бути 8-10.

Необхідно правильно вибрати фактори, що варіюють, тобто встановити основні й другорядні характеристики, що впливають на досліджуваний процес. Спочатку аналізують розрахункові (теоретичні) схеми процесу. На основі цього класифікують всі фактори й становлять із них убутний по важливості для даного експерименту ряд. Правильний вибір основних і другорядних факторів відіграє важливу роль в ефективності експерименту, оскільки експеримент і зводиться до знаходження залежностей між цими факторами. У тих випадках, коли важко відразу виявити роль основних і другорядних факторів, виконують невеликий за обсягом пошуковий експеримент.

Обґрунтування засобів вимірів — це вибір необхідних для спостережень і вимірів приладів, устаткування, машин, апаратів й ін. Засоби виміру можуть бути обрані стандартні або у випадку відсутності таких - виготовлені самостійно.

Дуже відповідальною частиною є встановлення точності вимірів і погрішностей. Методи вимірів повинні базуватися на законах спеціальної науки — метрології.

У методиці докладно проектують процес проведення експерименту. На початку становлять послідовність (черговість) проведення операцій вимірів і спостережень. Потім ретельно описують кожну операцію окремо з урахуванням обраних засобів для проведення експерименту. Особливу увагу приділяють методам контролю якості операцій, що забезпечують при мінімальному (раніше встановленому) кількості вимірів високу надійність і задану точність.

На обсяг і трудомісткість істотно впливає вид експерименту. Полеві експерименти, як правило, мають більшу трудомісткість.

Проведення експерименту є найважливішим і найбільш трудомістким етапом. Експериментальні дослідження необхідно проводити відповідно до затвердженої плану-програми й особливо методикою експерименту. Приступаючи до експерименту, остаточно уточнюють методику його проведення, послідовність випробувань.

При складному експерименті часто виникають випадки, коли очікуваний результат одержують пізніше, ніж передбачається планом. Тому науковець повинен виявити терпіння, витримку, наполегливість і довести експеримент до одержання результатів.

Особливе значення має сумлінність при проведенні експериментальних робіт; неприпустима недбалість, що приводить до більших перекручувань, помилкам. Порушення цих вимог - до повторних експериментів, що продовжує дослідження.

Обов'язковою вимогою проведення експерименту є ведення журналу. Форма журналу може бути довільної, але повинна щонайкраще відповідати досліджуваному процесу з максимальною фіксацією всіх факторів. У журналі відзначають тему НДР і тему експерименту, прізвище виконавця, час і місце проведення експерименту, характеристику навколишнього середовища, дані про об'єкт експерименту й засобах виміру, результати спостережень, а також інші дані для оцінки одержуваних результатів.

Журнал потрібно заповнювати акуратно, без будь-яких виправлень. При одержанні в одному статистичному ряді результатів, що різко відрізняються від сусідніх вимірів, виконавець повинен записати всі дані без перекручувань і вказати обставини, що супроводжують зазначеному виміру. Це дозволить установити причини перекручувань і кваліфікувати виміру як відповідному реальному ходу процесу або як грубий промах.

Одночасно з вимірами виконавець повинен проводити попередню обробку результатів й їхній аналіз. Тут особливо повинні проявлятися його творчі здатності. Такий аналіз дозволяє контролювати досліджуваний процес, коректувати експеримент, поліпшувати методику й підвищувати ефективність експерименту.

Важливі при цьому консультації з колегами по роботі й особливо з науковим керівником. У процесі експерименту необхідно дотримуватись вимоги інструкцій з промсанітарії, техніці безпеки, пожежній профілактиці.

Спочатку результати вимірів зводять у таблиці по характеристиках, що варіюють, для різних досліджуваних питань. Дуже ретельно уточнюють сумнівні цифри. Установлюють точність обробки досвідчених даних.      

Важливим розділом методики є вибір методів обробки й аналізу експериментальних даних. Обробка даних зводиться до систематизації всіх цифр, класифікації, аналізу. Результати експериментів повинні бути зведені в зручні по формі записи - таблиці, графіки, формули, номограми, що дозволяють швидко й доброякісно зіставляти отримані результати.

Особлива увага в методиці повинна бути приділена математичним методам обробки й аналізу досвідчених даних — установленню емпіричних залежностей, апроксимації зв'язків між характеристиками, що варіюють, установленню критеріїв і довірчих інтервалів й ін.