在环境工程原理中除了极少数简单的问题可以用理论分析的办法解决外，大都需要依靠实验研究解决，即通过实验弄清过程规律，然后应用研究结果指导工程实际，进行实际工程过程与设备的设计与改进。在环境工程的研究中，常采用两种基本的学习研究方法，即实验研究方法和数学模型方法。
环境工程的过程往往十分复杂，涉及的影响因素很多，各种影响因素不能用迄今已掌握的物理、化学和数学等基本原理定量地分析预测，必须通过实验来解决。为了有效地进行实验研究和整理实验数据，通常应用量纲分析和相似理论的方法。这两种方法的共同点是把各种因素的影响表示成为由若干个有关因素组成的、具有一定物理意义且量纲为1的数群（或称准数），如雷诺数Re。在本课程的学习过程中将会经常遇到以量纲为1的数群表示的关系式。对于较复杂的环境工程过程，应用一般的方法不能解决放大问题，则只能采用逐级放大的方法，即先在小型装置上进行实验，确定各种因素的影响规律和适宜的工艺条件，然后进行稍大规模的实验，最后进行大装置的设计。逐级放大的级数或每级的放大倍数根据情况而异，主要依靠理论分析与实践经验确定。
用数学模型方法研究环境工程过程时，首先要分析过程的机理，在充分认识过程机理的基础上，对过程机理进行合理简化，得出基本能反映过程机理的物理模型。然后，用数学方法来描述此物理模型得到数学模型，再用适当的数学方法求解数学模型，所得结果一般包括反映过程特性的参数，即模型参数，最后通过实验求出模型参数。数学模型可用于过程和设备的设计及计算。这种方法是在理论指导下得出数学模型，同时又通过实验求出模型参数并检验模型的可靠性，所以是半理论半经验的方法。由于数学模型方法有理论的指导，而且计算技术，特别是计算机的发展，又使复杂数学模型的求解成为可能，所以已逐步成为主要的研究学习方法 。2100433B
