Ideació d’un experiment que no està destinat a dur-se a terme, sovint perquè es considera irrealitzable, però l’estudi i anàlisi del qual permet arribar a conclusions rellevants sobre una determinada teoria o hipòtesi.
Són exemples d'experiments imaginaris l’experiment del dimoni de Maxwell, la paradoxa del gat de Schrödinger i l’experiment de l'ascensor d'Einstein.