理想實驗方法亦稱思想實驗方法，是以理想化的客體(概念)為實驗對象而在思想上研究其運動變化規律的一種科學實驗方法。這種實驗與物質實驗有根本的區別，經過理想化而形成的概念可用數學模型表達出來，然後運用數學模型求解而得到實驗結果。故該法也可稱為數學實驗方法。所謂理想化，就是把次要因素暫時撇開不考慮，只探討其主要因素的作用與影響。理想實驗不需要物質技術設備，只在思想中進行，或者利用電子計算機在數學模型上進行，可以超越時間和空間的局限，使一些實際上不能完全實現的實驗得以深入研究。
儘管這種實驗是一種科學的抽象形式，但在實際設計時，仍需要把實驗對象、實驗條件和實驗過程科學地、創造性地構想出來，使其結構形式與真實實驗相似，並用形象化的語言和圖示給以具體的描述。如伽利略(G.Galileo)設計的撇開小車的全部摩擦力和阻力使小車在絕對平滑路面上運行的“小車”實驗，卡諾(S.Carnot)構想的撇開次要因素干擾的理想蒸汽機，愛因斯坦(A.Einstein)為說明“同時性”而設計的“列車”實驗以及為說明“等效性”而設計的“升降機”實驗等，都屬於理想實驗的典型事例。它們所表現的是一種“純粹的、獨立的、真正的過程”。這種特殊的實驗形式，由於充分地顯示人們的創造性，在理論科學研究中起著很重要的作用。但必須指出，理想化不等於空想。
