К особенностям современного научного эксперимента относят: прежде всего высокий уровень его материально-технического обеспечения, требующий, как правило, работы целого научного коллектива; использование мощных технологий обработки данных (компьютерных методов, схем статистического анализа, использование приемов математического моделирования); взаимодействие подходов из различных областей науки для решения конкретных проблем (например, применение методов физики в биологических исследованиях). Однако принцип активного вмешательства, лежащий в основе экспериментального метода, вызывает к жизни ряд проблем. Это прежде всего проблемы этического и технического порядка, накладывающие на экспериментальный метод существенные ограничения. Так, важной темой сегодня является проблема замены экспериментальных вмешательств другими методиками (например, квазиэкспериментированием). Далее, важной технической проблемой методологии современного эксперимента является проблема воздействия экспериментальной установки на сам изучаемый объект и устранимые и неустранимые эффекты такого воздействия. Здесь методология эксперимента тоже наталкивается на ряд специфических ограничений, связанных с особенностями изучаемых объектов. (Мы уже касались этих ограничений при обсуждении проблем, связанных с измерительными процедурами. Типичной проблемой является создание артефактов в эмпирических исследованиях, значительно осложняющее решение исследовательских задач.
Иллюстрацией этого может служить ситуация в медико-биологических науках, которая приобрела значимость еще в XIX в., когда, например, при использовании солей осмия для фиксации препаратов цитологи затруднялись решить, что же они в действительности наблюдают — структуру самой клетки или же результат индуцированной ученым химической реакции. И сегодня многие научные направления насыщены методиками, повреждающими и искажающими структуру исходного объекта. Это погружает современный экспериментальный подход в целое море артефактов, так что приходится специально учитывать эту опасность: например, использовать сложные методы статистики, чтобы отличить существенные моменты от незначащих отклонений, привнесенных самим исследующим субъектом. Итак, методология современного эксперимента высокоразвитая, сложная, постоянно совершенствующаяся. Столкновение экспериментального подхода с серьезными проблемами и ограничениями стимулирует поиск новых методологических решений: помимо усложнения собственно экспериментальных форм исследования, совершенствуются и такие подходы, как моделирование, наблюдение, а также комбинированные, синтетические подходы.