思想实验是一种逻辑推理方法，推理过程与实际实验的程序相类似，是虚拟的或假想的实验。思想实验是科学家在头脑中设计和构造出一套纯粹的、理想化的仪器设备和研究对象，并对它进行纯粹的理想化的实验操作和控制，使与实验对象的某些因素以绝对简化、纯化、被设定、限制的形式表现出来，然后通过对这种理想化对象的感知和描述，发现和获取科学事实与自然规律的思维活动。亦有人把思想实验称为“抽象实验”“假想思想”和“理想实验”等。古希腊力学家和数学家阿基米德就用过这一思维方法，近代的伽利略、A.爱因斯坦、W.K.海森伯等人都善于运用思想实验。思想实验是一种按照实验程序设计的并在思维中进行的特殊论证方法。这种实验既不同于实验室实验，也有别于形式逻辑的推理。实验室实验借助科学仪器进行实际的操作和测量，并经过数据处理得出实验结果，一般的形式逻辑推理借助形式语言来进行，而思想实验则按照假想的实验手段和步骤，进行思维推理，得出合乎逻辑的结果。

思想实验的优势。在思想实验中，实验者可以摆脱具体的物质条件的局限，充分发挥人的思维能动作用，对所研究的过程设想出实验室实验暂时不可能或原则上不可能达到的实验条件，进行逻辑论证。如果所设想的条件是完全理想化的，如绝对真空、绝对光滑等，那么在这种条件下所进行的论证称为理想实验，它是思想实验的一种重要形式。由于实验室实验是在实际能够达到的条件下进行的，所以，思想实验是实验室实验的重要的逻辑补充，甚至有时是必不可少的补充。

思想实验既是一种研究方法，又是一种表述的方法，对于提高人们的思维能力以及发展科学理论，都具有重要意义。思想实验是科学发现的一种技术，它可以导致新的科学发现，预示新的研究方向。思想实验又是科学研究的批判工具，它可以生动准确地揭露旧理论的错误，并使某种观念在进入实验室之前就在思想中受到逻辑的检验。