1、長期觀察法
長期觀察法是在比較長的時期，對某些事物或現象進行係統的觀察。這是觀察力強弱的一種表現。因為客觀事物有自己發展的過程和周期，周期長就決定了觀察的長期性。法國著名昆蟲學家法布爾，為了了解雄桷蠶蛾是如何尋雌蛾交配的，整整觀察了6年；還觀察了隧蜂30年；觀察了蜣螂40年。又如學習氣象知識，長期堅持觀測天氣等，也屬於長期觀察法。
正因為客觀事物發展變化的周期有長短之分，所以，我們在學習中有時也需要對某些事物或現象進行較短時間的觀察。比如，學習天文知識時，觀察某一次日食或月食現象；學習物理、化學知識時，觀察一些實驗現象等。這些觀察方法叫做定期觀察法或短時觀察法。
2、重複觀察法
重複觀察法是指多次觀察同一事物或現象。以求得所獲知識的精確性和深刻性，避免似是而非、以假亂真、紕漏叢生。對有些事物的認識不能一次完成。需要反複多次觀察、認識。比如，有些事物的發展特別突然、迅速，而我們觀察的速度卻跟不上事物變化的速度，在這種情況下就需要重複觀察。另外，由於有的人缺乏良好的心理素質，觀察不深入，走馬觀花，淺嚐輒止，忽視對主要現象的觀察，在這種情況下就需要重複觀察。比如，中學老師做氯氣的化學實驗，點燃鎂條，引起反應，發生爆炸，將瓶口的塑料片向上彈起，有的學生隻注意看鎂條燃燒發出的強光，或強光照得來不及看集氣瓶中發生的反應。這樣隻好重做實驗、重複觀察一次。重複觀察法在科學研究中也是經常使用的。
3、比較觀察法
比較觀察法是用比較的思維方法觀察兩個或兩個以上的事物，加以對照比較，找出事物的共性和個性，以獲得清晰的印象，抓住事物的本質。德國哲學家黑格爾說：我們所要求的是能看出異中之同或同中之異。例如，比較觀察長方形和正方形，可以掌握各自的特征。在學習動物學時常用比較觀察法。找出前後兩類動物之間的不同處，從而明確不同門、綱動物在進化上的位置，還可以找出不同門、綱動物之間的相似點，進而明確這些動物之間存在著的親緣關係。例如，對魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類動物的心髒進行比觀察，就可以從心髒的構造上看出進化的趨勢。
4、間接觀察法
在觀察方法中，還有直接觀察和間接觀察之分。直接觀察是指以肉眼為主的觀察，這在學習和研究中具有重大的作用。間接觀察是指通過儀器對事物的現象或過程進行觀察。這種觀察方法很重要。因為人的感覺器官的感知能力是有限的。例如，人的耳朵隻能聽到頻率為20∽20000赫茲範圍內具有一定音響強度的聲波。在此頻率之外，或在此頻率之內但響度不夠的聲波，人耳就不能感知到。另外，人的感官觀察的精度和速度也受到限製。因此，觀察儀器的發展，為人們的觀察提供了有利條件。可以說，每次觀察儀器的發明或改進，都推動了人類認識的深入發展。例如，由於顯微鏡的發明和使用，揭開了微觀生物世界的秘密，導致了細胞學說的建立；由於天文望遠鏡的發明，增加了對宇宙的了解。要掌握科學的觀察方法，提高觀察力，必須掌握觀察儀器和設備的使用方法。
5、隱蔽觀察法
這是在社會學學習和研究中常采用的一種觀察方法。隱蔽觀察是為了避免觀察者對觀察對象（指的是人）的影響，使觀察對象在自然、放鬆的正常活動情況下成為觀察者的觀察對象，以保證觀察的真實性。比如，西方的一些學者在監獄、精神病院或軍事訓練地點進行研究時，常把自己扮作一個真實的囚犯、病人或受訓人員進入這些環境中。心理學家在做一些心理實驗時，也常采取隱蔽觀察法，觀察者通過一些間接觀察設備，如單向透光玻璃、潛視鏡或攝像電視等來間接觀察。