L’expérience physique a pour but de prendre connaissance des propriétés physiques des objets, contrairement à l’expérience mathématique, dans laquelle ces propriétés ne jouent qu’un rôle subsidiaire (assurer une certaine consistance et permanence aux objets manipulés, etc.). Lorsque, par exemple, un enfant cherche à connaître la couleur d’un objet, ou son poids, il réalise certes une activité de classification, de mise en relation ou de mesure. Cependant le but de cette activité n’est pas de découvrir des propriétés mathématiques de la réalité considérée (elle n’aboutit éventuellement à de telles découvertes qu’incidemment), mais de prendre connaissance de la valeur, toujours empirique, de l’une des propriétés de cet objet, dans les circonstances où il est examiné, ce qui implique un travail d’accommodation du schème précisément tendu vers cette fin.

Il y a toutefois deux domaines où l’opposition entre l’expérience mathématique et l’expérience physique est plus délicate à définir. Il s’agit de ceux de la géométrie et de la causalité. L’étude de la causalité réalisée par Piaget dans les années soixante et septante semble l’avoir conduit à nuancer la thèse selon laquelle l’expérience physique ne saurait être la source de construction de nouvelles réalités mathématiques. Il faut cependant noter qu’une telle relativisation reste partielle et qu’elle n’est pas du tout incompatible avec la thèse selon laquelle le sujet construit la réalité mathématique. De même sur le plan de la géométrie, l’élaboration d’une géométrie physique peut l’inciter à construire des structures géométriques liées à la réalité considérée, mais qui peuvent ensuite être intégrées à une géométrie abstraite détachée de tout lien avec la connaissance physique.