心理学探讨人的行为和心理过程，而心理及其行为现象表现为可观察的活动。研究被试各种行为的最直接的方法就是顺着可观察的活动来追踪和记录其现象和变化。由研究者直接观察记录被试的行为活动，从而探究两个或多个变量之间存在何种关系的方法称为观察法。例如，研究者要比较离异家庭与正常家庭儿童的攻击性行为的差异，首先要建立对攻击性行为的分类系统和程度等级表，并界定出记录方法。“攻击性行为”可分为“言语攻击”和“行动攻击”两类，“言语攻击”又可分为“骂人”、“讽刺挖苦”等，“行动攻击”又可分为“推人”、“打人” 等，并对攻击的严重性定出等级。这样的观察记录就比较客观，有利于研究攻击性行为与家庭环境之间的关系。
心理学家们在进行观察时，有时是在自然情境中对人或动物的行为直接观察、记录，然后分析解释，从而获得有关行为变化的规律，这种观察属于自然观察法；有时则是在预先设置的情境中进行观察，这种观察属于控制观察法。在心理学研究中，观察法多用于对婴幼儿、儿童游戏、学校教师活动、市场交易以及动物行为等的研究。
观察法还可根据观察者的身份分为参与观察与非参与观察。在参与观察中，观察者参与被观察者的活动，作为被观察者的一员，将所见所闻随时加以观察记录，这种观察通常可用于对成年人社会活动(如投票行为)的研究。在非参与观察中，观察者以旁观者的身份随时观察并记录其所见所闻，这种观察通常被用于对儿童、动物的研究。在实施非参与观察时，为了避免被观察者受到干扰，常在实验室设置单向玻璃观察墙，观察者可在玻璃墙的一边观察另一边被观察者的活动，而被观察者看不见观察者在观察自己。无论是参与观察还是非参与观察，原则上要尽量客观，不宜使被观察者发现自己被别人观察而影响观察的效果，为此，一些观察室或教室都安装有监视摄像头来暗中记录被观察者的活动。
观察法的主要优点是被观察者在自然条件下的行为反应真实自然；其主要缺点是观察资料的质量容易受观察者能力和其他心理因素的影响，而且，它只能有助于研究者了解事实现象，而不能解释其原因是什么。即只能回答“是什么”的问题，不能回答“为什么”的问题。当然，观察研究作为一种科学研究的前期研究，可以先用来发现问题和现象，可供研究者以此为基础采用其他方法进行深入的研究，因此仍然具有重要的使用价值。