В современной физике также происходит широкое использование мысленных экспериментов. Известный физик нашего времени А.Эйнштейн для обоснования главных принципов теории относительности умело использовал мысленные эксперименты (например, для обоснования принципа эквивалентности использовал мысленный эксперимент опускающегося лифта). В.Гейзенберг для обоснования и объяснения «отношения неопределенности» использовал мысленное измерение положения и скорости электрона.

В настоящее время в различных областях науки используются различные виды экспериментов. В зависимости от преследуемой цели, природы исследуемого предмета, характера используемой экспериментальной техники, эксперименты можно разделить на исследовательский, проверочный и наглядный.

Исследовательские эксперименты в своей основе опираются на определенные теоретические заключения и проводятся с целью обнаружения доселе неизвестные свойства объекта. Самым ярким примером подобного рода экспериментов можно считать известным эксперимент Резерфорда по определению планетарной модели атома, используя выпадение альфа частиц из золотой фольги.

К проверочным экспериментам обычно обращаются в случае необходимости проверить то или иное заключение. Современные естественные науки, особенно физика, богаты проверочными экспериментами. Существование многих элементарных частиц (например, позитрон, нейтрон и др.) было, как говорится, открытием пера ученых, и они некоторое время считались только предположением. Лишь спустя некоторое время эти частицы были обнаружены экспериментальным путем, и тем самым была подтверждена их реальность и истинность выдвинутых ранее теоретических предположений. Целесообразность таких проверочных экспериментов заключается в том, что они в то же самое время выступают в роли критерия истины.

Для того, чтобы продемонстрировать какое-либо явление с обучающей целью, используются наглядные эксперименты. Такого рода эксперименты демонстрируются обычно в лабораториях средних и высших школ.

В зависимости от характера исследуемого объекта эксперименты делятся на физические, химические, биологические, психологические, социальные.[5] В современной науке также используются модельные эксперименты. Модельные эксперименты проводятся не над реальными предметами, а над их моделями и после этого результаты операции экстраполируются самим предметом.

В настоящее время не только для изучения природы, но и для изучения общественной жизни используются эксперименты. С целью изучения общественных явлений в относительно малых коллективах проводятся социальные эксперименты и с их помощью исследуются различные формы научного руководства в обществе, пути повышения производительности труда влияния различных общественных закономерностей в обществе и другое.