1 Arbrofi ddelfrydol: yr "arbrawf delfrydol" yn y meddwl. Yn seiliedig ar ffeithiau a phrofiad bywyd o arsylwi, gan ddefnyddio'r wybodaeth wyddonol sydd eisoes wedi'i meistroli, dyfalu damcaniaethol a rhesymu rhesymegol yn y meddwl, gan ddefnyddio cyfieithiad yn bennaf i gynnig axioms, ac yna defnyddio dulliau mathemategol ar gyfer rhesymu rhesymegol, gan sefydlu damcaniaethau penodol. Mae theori perthnasedd Einstein yn enghraifft wych o ymchwil arbrofol ddelfrydol.
2 Arsylwi ar yr arbrawf: Cael arsylwi gwyddonol o'r gwrthrych mewn digwyddiad naturiol. Mae gan y dull hwn ystod eang o geisiadau mewn bioleg, daeareg a daearyddiaeth. Er enghraifft, mae biolegwyr yn casglu sbesimenau i ddarganfod rhywogaethau newydd, mae paleontolegwyr yn casglu ffosilau i ddangos esblygiad biolegol, a daearegwyr yn arsylwi ar strwythurau arddangos rhannau daearegol. Sefydlodd Darwin theori esblygiad biolegol, yn bennaf diolch i arbrofion arsylwi maes eang. Diffiniodd wyddoniaeth fel: "Profiad anwythol er mwyn darganfod y gyfraith ohono."
3 Arbrofion efelychu: arbrofion yn dibynnu ar fodelau mathemategol ac efelychiadau cyfrifiadurol. Mae'r broses ymchwil fel a ganlyn: casglu data a gwybodaeth am bethau, gan ddefnyddio modelau mathemategol a chyfrifiaduron i gynnal dadansoddiad efelychiad dan arweiniad rhai damcaniaethau neu ragdybiaethau, a deall natur a chyfreithiau pethau.
4 Arbrofi rheoli: Yn y labordy, yn yr amgylchedd rheoli artiffisial, cynhelir yr arbrawf gan ddulliau ffisegol neu gemegol, sef y mwyaf cyffredin mewn gwyddoniaeth ffisegol a chemegol a gwyddoniaeth amgylcheddol. Mae hwn hefyd yn arbrawf cul y mae pawb yn ei alw fel arfer.