- Мислений експеримент є відносно самостійною пізнавальною операцією. Якщо обмірковується і планується реальний експеримент, то дослідник будує свої калькуляції виходячи з готівкової ситуації, намагаючись охопити її найбільш повним чином. Результати такого міркування перевіряються проведенням найреальнішого експерименту. У разі ж мисленого експерименту як прилад, так і «експериментальна» ситуація є предметно «спотвореними», ідеалізованими і отримані висновки перевіряються опосередковано в ході сходження до конкретного. Мислений експеримент відрізняється від дискурсивного, суто логічного умовиводення тим, що він не протікає в одних тільки поняттях. Тут у пізнавальному процесі бере участь конкретний чуттєвий образ - модель, ідеальний об'єкт, абсолютно тверде тіло, ідеальні гази і рідини, абсолютно чорне тіло і так далі ".
Значення і цінність подумкового експерименту полягає в тому, що в ньому в ряді випадків здійснюються пізнання і перевірка істинності знань, не вдаючись кожен раз до реального експериментування. Крім того, розумовий експеримент дозволяє досліджувати ситуації, не здійсненні практично, хоча і можливі принципово.
Як матеріальний, так і уявний експеримент, будучи особливою формою діяльності людини, спрямовані безпосередньо на виявлення того, що цікавить дослідника, на пізнання якісної своєрідності явища. Іншими словами, в експерименті можна функціонально виділити той чи інший зв'язок щодо цілей пізнання і тим самим фіксувати його як предмет дослідження. Але це не означає відволікання від деяких не істотних у цій ситуації зв'язків і відносин. Не маючи можливості охопити все багатство характеристик об'єкта, доводиться «збіднювати» і схематизувати його. У кінцевому рахунку (така діалектика пізнання) використання наукових абстракцій веде до поглиблення і збагачення знання про об'єкти, що вивчаються.
Матеріальний експеримент, в ході якого реалізується «активне освоєння» об'єкта дослідження, дозволяє отримувати адекватні характеристики цього об'єкта. Суб'єкт же в подумковому експерименті приходить до знання законів руху об'єкта дослідження тому, що подумки відтворює цю діяльність з «освоєння» об'єкта. Мислений експеримент - це експеримент по структурі, а не по «зовнішній формі». Система зв'язків і відносин об'єктів матеріальної дійсності, яка приводиться у взаємодію в матеріальному експерименті, в подумковому експерименті виявляється представленою в «знятому» схематизованому вигляді.