تلعب التجارب دوراً هاماً في فيزياء المواد المكثفة، حيث تمكن العلماء من خلالها من فهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد المختلفة وتحليلها وتصميم الخواص المطلوبة لها. وتشمل التجارب في فيزياء المواد المكثفة تحليل الظواهر الكهرومغناطيسية والحرارية والميكانيكية للمواد، واختبار خواص الشبه البلورية والمواد النانوية والأغشية الرقيقة والمواد المغناطيسية والسوائل الكهربائية والكريستالات السائلة، والتحقق من الظواهر الفيزيائية المختلفة التي تحدث في المواد المكثفة عند تعرضها لظروف مختلفة، مثل درجات الحرارة المنخفضة والعالية والضغط العالي والرطوبة والإشعاع الكهرومغناطيسي.
