兒童心理學的研究方法，主要有觀察法、實驗法等。

觀察法，就是有目的、有計劃地觀察兒童在一般生活條件下言語和行為的變化，并且根據觀察的結果判斷兒童心理發展的特征和規律的一種方法。

實驗也是一種觀察，只不過是一種有控制的觀察，即有計劃地控制各種條件，在各種條件中，特別引起或改變某一條件，來研究兒童心理特征的變化。常用的實驗法有自然實驗、教育心理實驗和實驗室實驗。

除了觀察和實驗兩種主要方法以外，還同時運用其他一些輔助的方法，其中最常用的是談話法、問卷法和作品分析法。

談話法是通過談話來了解兒童心理活動的一種方法。因為言語是人的心理活動的最重要外部表現之一。采用這一方法的時候，首先應當根據研究的目的和談話對象的特點擬訂談話的話題和內容；談話的話題和內容要求是兒童能夠回答和樂于回答，并能從中分析出他的心理活動的；跟兒童進行談話的時候，必須隨機應變，隨時提出足以了解有關兒童心理狀態的具有靈活性而又恰當的問題；談話的過程和結果應當由研究者本人或共同工作者作詳細的記錄，如能用錄音機記錄，則更為方便、可靠。

問卷法是用書面問題表讓兒童填寫，從而了解兒童心理的一種方法，如小學生閱讀興趣的調查或中學生理想的調查等等。這種方法的優點是比較簡單易行，且同時可以研究很多兒童。但缺點也比較多，兒童的回答往往不能代表真正的心理狀態；且僅僅依靠書面回答來判斷兒童心理發展情況，常常是不可靠的。

作品分析法是通過對兒童作品的分析來了解兒童心理活動的一種方法。兒童的作品很多，如日記、作文、繪畫、各種作業、工藝制作等等。通過這些作品，可以分析兒童某一方面的心理活動。如通過作文、日記，可以分析兒童思維和言語的發展，也可以分析兒童的興趣和理想的發展。

進行兒童心理學的研究，經常不是單獨地采用一種方法，而是根據研究的需要采取綜合的方法；或者以某種方法為主，以其他方法為輔；或者交錯運用幾種方法。例如，兒童心理學上常常采用的追蹤研究，就是以長期觀察法(日記法、傳記法)為主，而以其他方法為輔。又如，在個案研究中，可能是觀察、問卷、談話或訪問教師或家長、作品分析、鑒定材料分析、教育心理實驗等各種方法互相配合運用。