Thực nghiệm điều tra là một biện pháp điều tra do cơ quan điều tra tiến hành theo quy định của pháp luật tố tụng hình sự mà bản chất của nó là sử dụng những kiến thức chuyên môn, kỹ thuật cần thiết nhằm tiến hành các hoạt động thực nghiệm dưới dạng: dựng lại, diễn lại, thử nghiệm những hành vi, tình huống, tình tiết của một sự việc nhất định có ý nghĩa đối với vụ án nhằm xác định khả năng diễn ra của chúng và kiểm tra, củng cố những chứng cứ đã có, thu thập chứng cứ mới, kiểm tra đánh giá những giả thuyết điều tra, góp phần giải quyết đúng đắn vụ án hình sự và phòng ngừa tội phạm
Có thể thấy, thực nghiệm điều tra có thể đem lại kết quả mà biện pháp khác không có được. Mặt khác, chính kết quả thực nghiệm điều tra còn là phương tiện để kiểm tra kết quả điều tra. Không ít vụ án đã dùng thực nghiệm điều tra để kiểm tra toàn bộ những tài liệu, chứng cứ của vụ án bằng cách diễn lại toàn bộ hành vi phạm tội của bị can. Những ghi nhận về việc diễn lại ít khi phải xem xét đánh giá lại ở mức độ tổng thể.
1. Để kiểm tra, xác minh những tài liệu, những tình tiết có ý nghĩa đối với vụ án, cơ quan Điều tra có quyền thực nghiệm điều tra bằng cách cho dựng lại hiện trường, diễn lại hành vi, tình huống hoặc mọi tình tiết khác của một sự việc nhất định và tiến hành các hoạt động thực nghiệm cần thiết. Khi thấy cần, có thể đo đạc, chụp ảnh, ghi hình, vẽ sơ đồ.
2. Khi tiến hành thực nghiệm điều tra, phải có người chứng kiến. Trong trường hợp cần thiết, người bị tạm giữ, bị can, người bị hại, người làm chứng cũng có thể tham gia.
Không được xâm phạm đến danh dự, nhân phẩm, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của những người tham gia việc thực nghiệm điều tra.
3. Trong trường hợp cần thiết, Viện kiểm sát có thể tiến hành thực nghiệm điều tra. Việc thực nghiệm điều tra được tiến hành theo quy định của Điều này [10].
Hoạt động thực nghiệm điều tra trước hết nó được tiến hành bởi các cơ quan điều tra. Phải thấy rõ rằng những quy định của pháp luật về hoạt động thực nghiệm điều tra tuy đã đặt ra những nguyên tắc, những mục đích phạm vi, song vẫn chưa bao quát hết nội dung cụ thể của thực nghiệm điều tra. Vì vậy, một cuộc thực nghiệm điều tra muốn tiến hành được phải thông qua chủ thể tiến hành là cơ quan điều tra, và phần lớn nó phụ thuộc vào phương pháp điều tra trong từng vụ án cụ thể. Tác dụng chính của thực nghiệm điều tra là giải quyết những mâu thuẫn phát sinh từ những tình tiết, tình huống nào đó có ý nghĩa cho hoạt động điều tra.
Thực nghiệm điều tra có tác dụng rất lớn, từ việc kiểm tra củng cố những chứng cứ cũ của giả thuyết điều tra cũ đến việc phát hiện, thu lượm những tài liệu, chứng cứ mới cho hình thành giả thuyết điều tra mới đã góp
phần làm rõ sự thật khách quan của vụ án đang được điều tra. Mặt khác, thực nghiệm điều tra cũng là phương tiện hữu hiệu kiểm tra tại chỗ kết quả của biện pháp điều tra khác.
Thực nghiệm điều tra còn là hoạt động kiểm tra tính chân thực của lời khai. "Trong khi tiến hành thực nghiệm còn có thể tạo ra tình huống bất ngờ, có sức thuyết phục, đánh gục tư tưởng chống đối của bị can ngay tại hiện trường thực nghiệm, tạo điều kiện thuận lợi cho biện pháp hỏi cung bị can" [19, tr. 52]
Tuy vậy, có thể thấy rằng để tiến hành được biện pháp thực nghiệm điều tra, cán bộ điều tra cần phải nắm rõ được nội dung của vụ án, cũng như các lời khai đã thu thập được trước kia và những kết quả của các biện pháp điều tra khác nữa. Thông qua việc nắm vững nội dung đã được điều tra về vụ án, cán bộ điều tra mới có thể phát hiện ra điều hợp lý hay không có lý trong mỗi hành động của người được yêu cầu thực nghiệm. Từ đó đưa ra câu trả lời cho những câu hỏi còn nghi vấn trong quá trình điều tra. Nói như vậy không có nghĩa thực nghiệm điều tra là biện pháp cuối cùng để đi đến sự thật khách quan của vụ án. Mà trong khi thực nghiệm điều tra, Điều tra viên sẽ phát hiện ra những mâu thuẫn trong những chứng cứ đã thu thập được. Sau khi tiến hành hoạt động thực nghiệm điều tra sẽ là cơ sở cho việc tiến hành các biện pháp điều tra tiếp theo. Đến khi nào các chứng cứ, tài liệu liên quan đến vụ án đều đã được kiểm chứng và phù hợp với nhau thì mới có thể coi là hoạt động điều tra kết thúc, sự thật của vụ án được làm sáng tỏ.