Творці експериментальної педагогіки вважали, що прогрес в діяльності школи, як і самих наук про дитину, його розвитку, вихованні та навчанні, може бути досягнуто не шляхом абстрактних теорій, а лише на основі використання позитивних і достовірних фактів з педагогічної практики. Ці факти повинні додатково перевірятися досвідченим експериментальним шляхом.
Були створені науково-експериментальні лабораторії та введено в науковий обіг термін «педагогічний експеримент». (Е.Мейман, А.Лай). На основі лабораторних спостережень експерименталіста висунули в якості основного, педагогічний принцип саморозвитку особистості.
Метою представників цього напрямку, було отримання досвідченим шляхом, нібито необхідних даних, для удосконалення педагогічного процесу.
Експериментальна педагогіка намагалася спиратися на результати вивчення дітей за допомогою емпіричних методів, таких як спостереження, анкетування, на дані тестів, на визначення вікових можливостей дітей, які були вперше розроблені психологом А. Біне. А для вивчення поведінки дитини в різних навчальних і не навчальних ситуаціях, використовувалися системи якісного виміру рівня інтелектуального розвитку дитини, розроблені Е.Торндайк.
Експерименталіста вважали, що використання цих методик дає можливість виробляти педагогічні та психологічні нормативи, на основі яких можна організувати процес навчання і виховання об'єктивно і науково.
Навчання за визначенням В.Ла, має слідувати за біологічними стадіями розвитку дитини, виступаючи як би в якості механізму управління рефлексами, імпульсами і волі учнів відповідно до норм культури.
Оптимістичні прогнози експериментальної педагогіки часто не узгоджувалися з педагогічною дійсністю. Певною мірою це пояснювалося недостатньою коректністю наукового узагальнення результатів дослідження. У зв'язку з цим М. Монтессорі писала «Ми вважали, що, тягаючи каміння ... експериментування до скришити стін старої школи, ми зможемо перебудувати її ... але цього мало. Для практичного поліпшення школи необхідно дійсне злиття ... теорії та практики ».