Operacjonalizacja zmiennych – polega na przełożeniu pojęcia teoretycznego na konkretny sposób jego pomiaru. Innymi słowy, badacz określa, jakie obserwowalne wskaźniki będą reprezentowały daną zmienną w badaniu.  Operacjonalizacja odpowiada na pytanie: w jaki sposób abstrakcyjne pojęcie zostanie zmierzone w praktyce ?

Przykładem może być wytrzymałość fizyczna. Zanim porównamy wytrzymałość kobiet i mężczyzn np. za pomocą testu t Studenta dla prób niezależnych, musimy najpierw zdecydować, jak dokładnie będziemy ją mierzyć.

Wytrzymałość można zoperacjonalizować na wiele sposobów, np. jako:

• dystans przebiegnięty w określonym czasie,
• liczbę wykonanych pompek lub brzuszków,
• czas utrzymania wysiłku,
• samoocenę wytrzymałości na skali od 0 do 100.

Każdy z tych sposobów mierzy nieco inny aspekt tego samego pojęcia, dlatego wybór wskaźnika powinien wynikać z definicji teoretycznej i celu badania. Podobny problem pojawia się przy zmiennych ukrytych, takich jak otwartość na doświadczenia. Można próbować mierzyć ją przez liczbę nowych aktywności, częstotliwość podróży albo wynik uzyskany w odpowiednim teście psychometrycznym.