Las teorías son conjuntos de enunciados interrelacionados que definen, describen, relacionan y explican fenómenos de interés. Las funciones de la teoría son la descripción de los fenómenos objeto de estudio, el descubrimiento de sus relaciones y el de sus factores causales. Las teorías que solo describen o caracterizan los objetos de estudio son denominadas descriptivas, las que establecen relaciones entre los objetos o fenómenos estudiados son correlacionales o asociativas, y las que investigan los factores causales son explicativas. Las teorías son un marco de referencia del conocimiento, guían el proceso de investigación y deben ser robustas (superar las pruebas en contra). Las teorías pueden diferir en su alcance, las de carácter general abarcan amplios conjuntos fenómenos (por ejemplo el comportamiento), otras tienen un carácter específico y se refieren a dominios más restringidos (por ejemplo las teorías de aprendizaje asociativo). Las teorías son desarrolladas a partir de la experiencia personal, la intuición, conocimientos y teorías previas, y la formulación de nuevas teorías requiere creatividad, espíritu crítico y capacidad de innovación. No obstante lo veraces y adecuadas que puedan parecer, las teorías deben ser verificadas, y este proceso comienza con la verificación de la coherencia lógica de los enunciados, y en segundo lugar debe contrastarse con la evidencia. Además se debe comparar su alcance, precisión, parsimonia y facilidad de contrastación con las formulaciones teóricas alternativas.

Los modelos son representaciones simplificadas de objetos de interés y su función es la de facilitar el tratamiento del objeto o fenómeno que representan. Los modelos pueden ser gráficos (por ejemplo los mapas de carreteras), verbales, teóricos, etc. Los modelos teóricos simplifican la investigación porque incluyen solo los aspectos relevantes a un campo determinado, y no pretenden representar la totalidad del objeto de estudio. Los modelos del comportamiento suelen ser verbales, pero también se utiliza ampliamente modelos estadísticos.

El proceso de investigación comienza con la formulación de cuestiones para las que no tenemos explicación satisfactoria, y en ese caso diremos que tenemos un problema o problemas a resolver. Ejemplos de problemas que interesan a los psicólogos son: comparaciones del efecto de intervenciones psicólogicas, predicciones del comportamiento en base a la información que tenemos de características psicólogicas, conocimiento del ciclo evolutivo, etc. Situaciones que plantean estas cuestiones son: investigación para saber si nuevos tratamientos dan mejores resultados, o el diagnóstico de trastornos de personalidad, problemas organizacionales en las empresas, etc. Tanto el problema como las cuestiones deben ser definidos de manera clara y precisa.

Las hipótesis son enunciados comprobables, y son explicaciones provisionales de las cuestiones planteadas en la investigación. Ejemplo: El enunciado "el tratamiento X es más efectivo que el tratamiento Y" puede ser verificado al comparar la efectividad de los dos tratamientos. Hay que enunciar las hipótesis de manera que su validación haga posible dar respuesta a las cuestiones planteadas a la investigación.