经验软件工程的定性语为经验，这里的“经验”不单单是人在实践中的主观体验和认知，更强调从实践中获得的客观证据。经验软件工程定性叙述为：通过从实践中获得的客观证据，发现软件工程中的某些规则或规律，进而改进软件开发过程。Empirical 在英文中是“经验的”或“实证的”意思。因此，Empirical Software Engineering，被译为“经验软件工程”或“实证软件工程”。经验研究是一种为了发掘未知或检验假设的基于观察的研究，历来被用于社会科学和心理学研究。柯思林词典中，经验研究是对知识的经验搜索。在经验软件工程中，经验研究是以改进软件工程实践为目的，将理论上的概念运用于软件工程实践，将应用经验形成知识加入软件工程系统中，以改善过程、方法和工具，验证理论和模型。在软件工程中，我们需要对理论和“一般常识”进行经验验证，发现是否存在某种关系（如可维护性及其度量因子之间的关联）需要选择模型、技术或工具，并判断它们在实践中的效果。

经验软件工程的研究内容涉及如何获得经验数据、如何进行数据分析，从而提出假设并进行科学求证，最终指导实践活动。根据数据形式的不同，经验研究又可分为定性研究（Qualitative Research）和定量研究（Quantitative Research）。定性研究中处理的数据主要为文字、图像等难以量化的信息，其研究方法主要来自社会科学领域，如编码（Coding）、主题归纳（Thematic Synthesis）、持续比较（Constant Comparison）、扎根理论（Grounded Theory）等。定量研究中处理的是能够被量化的数据，会用到概率统计（如假设检验、回归建模）、仿真试验、机器学习等方法。通常根据数据获取的方式、研究对象、分析方法、证据强度等的不同等将其分为受控实验（Controlled Experiment）、案例研究（Case Study）、调研（Survey Research）和行动研究（Action Research）等方法，这些方法虽然各有特点，但并不排斥，也常常混合使用。比如通过案例研究，发现可能的因果关系，再通过更广泛的调研或通过设计受控实验进一步求证。在针对相似问题的大量第一手经验研究的基础上，还可以使用系统调研评价（Systematic Review）开展二级经验研究。

经验软件工程的主要研究策略：①调查法。它是一种通过收集来自人或者与人有关的信息，来描述、比较或者解释人们的知识、态度和行为的方法。②案例研究。它是一种经验性探究方法，通过多个证据源来调查在真实环境下当前软件工程现象的一个实例（或少量的实例），尤其用在当想象和环境的边界难以清楚界定的时候。③实验（或称受控实验）。它是一种经验性探究方法，操控研究情境中的一个因素或者变量。在保持其他变量不变得前提下，通过随机选择的主体实施不同的方案，或者由不同的主体来实施相同的方案，然后测量对输出变量的影响。在面向人的实验中，人们在对象上使用不同的方案；而在面向技术的实验中，则在不同的对象上使用不同的技术方案。④准实验。它是一种类似于实验的经验性探究方法。在准实验中，方案到主体的分配不是随机的，而是根据主体或者对象本身的特征来选择的。

经验软件工程的研究目标是实施更好的经验研究、注重因果机制并生成理论，实现迭代和改进。良好的经验能够更迅速地构建软件工程知识体系，快速删除低回报的想法，识别和评估高回报的想法，探究重要的实际想法。经验软件工程自提出以来，已经在软件工程中得到了广泛的研究和应用，几乎覆盖到软件过程的所有阶段和制品，比如代码、版本控制系统、缺陷报告、文档、沟通历史、设计文档、执行历史和配置文件等。

经验研究的优点：①其信息获取形式不拘一格，例如人员访谈、技术调研、文献综述等，都可以作为研究者获取信息的方式。②研究方法多样，比如实验性研究、案例分析、实地考察、调查问卷等；③提供的信息形式，可以是量化的数据信息，也可以是定性分析的评价。经验研究的这些特点，能够更加适应软件开发实践的多变与不确定的特点。

经验软件工程中可能存在的问题：①完全随机的实验在软件工程中难以实现，现今的软件工程实验往往是准实验。②经验研究中使用数据的可信性问题。③经验研究结果的可验证性，可比较性，可重现性和可应用性的问题。