Die Pädagogische Psychologie beschäftigt sich mit der Beschreibung, Erklärung, Vorhersage und Veränderung von menschlichem Erleben und Verhalten in Bildungs- und Erziehungssituationen. Als angewandte Disziplin der akademischen Psychologie verfolgt die Pädagogische Psychologie sowohl das grundlegende Ziel, die untersuchten Phänomene und Prozesse zu verstehen als auch die Forschung so zu gestalten, dass auf ihrer Grundlage Bildungs- und Erziehungsprozesse optimiert werden können. Insofern betreiben Pädagogische Psycholog:innen nützlichkeitsinspirierte Grundlagenforschung.
Im Bereich der pädagogisch-psychologischen Diagnostik werden Messverfahren entwickelt, um anhand empirischer Daten z.B. Bildungssysteme vergleichen zu können. Ein Beispiel dafür ist die Konstruktion von Kompetenztests für internationale Bildungssystemvergleiche wie PISA. Auf diesem Gebiet leisten Pädagogische Psycholog:innen wichtige Beiträge im Bereich des educational measurement und der Kompetenzmodellierung.
Die pädagogisch-psychologische Forschung ist dabei nicht auf Lern- und Erziehungsprozesse im Kindes- und Jugendalter beschränkt; vielmehr wird Lernen als ein lebenslanger Prozess verstanden. Forschung zur Förderung im frühkindlichen Bereich gehört dabei ebenso zum Kern pädagogisch-psychologischer Forschung wie die Schul- und Hochschulpädagogik und die Erwachsenenbildung. Pädagogisch-psychologische Forschung beschäftigt sich mit denjenigen Prozessen in Bildungs- und Erziehungskontexten, die auf die Veränderung von kognitiven Merkmalen (z. B. Leistung, Kompetenzen) abzielen. Ebenso stehen Untersuchungen zur Veränderung nicht-kognitiver Merkmale wie bestimmten Werthaltungen oder Überzeugungen im Fokus der Pädagogischen Psychologie.
Nicht nur Bildungs- und Erziehungsprozesse in institutionalisierten Umgebungen (etwa in Schulen oder Betrieben) werden erforscht. Es geht auch darum, wie nicht-institutionalisiertes Lernen etwa auf der Basis von Selbstregulationsprozessen der lernenden Person erfolgt. Schließlich dient Pädagogische Psychologie nicht nur dazu, Bildungs- und Erziehungsprozesse beschreiben und erklären zu können. Vielmehr können auf der Grundlage pädagogisch-psychologischer Erkenntnisse (etwa im Rahmen von Instructional Design, durch Präventionsprogramme oder in Form von Trainings) Bildungs- und Erziehungsprozesse optimiert werden.