Alors que l'expérience sensible nous est donnée immédiatement, l'expérimentation, elle, est construite. Elle suppose au préalable un travail théorique de l'entendément : elle n'a en science qu'une fonction de confimation ou d'infirmation d'hypothèses théoriques qui ne sont pas, quant à elles, tirées directement de l'expérience. On pourrait alors soutenir, avec Karl Popper, que les sciences expérimentales ne reçoivent qu'un enseignement négatif de l'expérience : l'expérimentation est incapable de prouver qu'une théorie est vraie, elle pourra seulement montrer qu'elle n'est pas fausse, c'est-à-dire qu'on ne lui a pas encore trouvé d'exception. En d'autres termes, l'expérience a en science un rôle réfutateur de la théorie, qui n'est jamais entièrement vérifiable : c'est la thèse de la « falsifiabilité » des théories scientifiques.