Главне методе анализе понашања животиња укључују посматрање и експеримент. У методи посматрања, истраживачи користе чулне органе или помоћна средства за систематски сагледавање, истраживање и описивање понашања животиња у природном стању према одређеним намерама и плановима, како би открили и проверили научне закључке. Експериментални метод је коришћење специфичних инструмената и материјала за откривање или проверу научних закључака кроз сврсисходне и корак по корак експерименталне операције и посматрања, записе и анализе.
Метода посматрања
Метода посматрања захтева од посматрача да посматра и бележи животиње истинито без икаквог утицаја на њих. Ова метода се може посматрати директно голим оком, или уз помоћ инструмената као што су лупе и микроскопи, или помоћу алата као што су камере, видео рекордери и видео камере. Приликом посматрања потребно је разјаснити сврху, бити свеобухватан и педантан, тражити истину из чињеница, бележити на време, активно размишљати и износити ставове.
Експериментална метода
Експериментална метода ставља акценат на промену услова живота животиња у складу са потребама циљева истраживања и посматрање бихејвиоралних одговора животиња у промењеном окружењу. Експериментални процес укључује откривање проблема, постављање питања, постављање хипотеза, формулисање и спровођење планова истраживања, доношење закључака на основу експерименталних појава и коначно изражавање и саопштавање процеса истраживања и закључака. Експерименталне методе су обично посматрања која се спроводе под вештачком контролом субјеката истраживања, при чему се наглашавају фактори који утичу на субјекте истраживања.
Специфични случајеви примене
На пример, када се процењује способност учења и памћења мишева, могу се користити методе као што су експеримент Моррисовог воденог лавиринта, експеримент истраживања рупа и експеримент скакања са платформе. Ови експерименти процењују способност учења и памћења животиња бележењем њихових понашања у различитим окружењима. 4 Поред тога, експерименти на отвореном пољу и експерименти са ваљком и балансом се користе за процену способности координисаног кретања и општег понашања животиња у кретању.
Кроз ове методе, истраживачи могу систематски да посматрају и бележе понашање животиња, чиме стичу дубоко разумевање њихових образаца понашања и физиолошких механизама који стоје иза њих.

