Для встановлення асоціативних залежностей між стимулами і реакціями випробовувані складають таблицю.
Після виконання асоціативного експерименту послідовно порівнюються між собою пари стимул-реакція по двох категоріях: логічні і граматичні реакції. Логічні реакції, у свою чергу, діляться на підгрупи центральних і периферичних, граматичні – на підгрупи синтагматичних і парадігматичних.
Логічні зв'язки– це зв'язки по значенню між стимулами і реакціям. Якщо такий зв'язок є (наприклад, армія – солдат або хвороба – смертельна), то ставитися будь-який пізнавальний знак (типу галочки) в графу «центральна логічна реакція». Якщо ж цей зв'язок відсутній, то галочку ставлять в графі «периферична логічна реакція» (наприклад, армія – танець або хвороба – їжа). Збільшення периферичних асоціативних реакцій свідчить про погане знання мови, порушенні динамічних особливостей - заторможеність розумових процесів і т.і. Для дорослих носіїв мови характерне переважання центральних асоціативних реакцій – не менше 65% від загальної кількості стимулів, що пред'являються.
З погляду граматичного критерію також можна виділити два варіанти у відповідь реакцій: синтагматичний і парадігматичний. Під синтагматичним варіантомзв'язку між словом-стимулом і словом-реакцією розуміється зв'язок між різними граматичними категоріями, наприклад між іменниками і прикметниками або дієсловами і говором (хороший — вчинок, дощ — йде). Під парадигматичними реакціямивипробовуваних розуміється зв'язок в межах однієї граматичної категорії (хороший — поганий, дощ — бруд). Збільшення синтагматичних реакцій свідчить про комплексність мислення, невміння випробовуваного виділяти рядоположні об'єкти і їх ознаки. Ця комплексність мислення, на думку Л.В. Виготського, складає специфіку дитячого мислення з його синкретизмом, комплексністю: предмет або ознака бачаться разом з доповнюючими їх аксесуарами (характерна асоціативна реакція у дітей: екскаватор — копає, хлопчик — б'ється, молоко — біле). Для дорослих носіїв російської мови характерне переважання парадигматичних асоціативних реакцій — не менше 70%. Збільшення синтагматичних реакцій свідчить про недостатність аналітичних операцій, про деякий інфантилізм мислення. Іноді це може бути слідством індивідуально-психологічних особливостей випробовуваного на зразок правосторонньої асиметрії мозку (тип художника).
Слова – стимули можуть відображати професійні особливості лексичної структури, емоційне відношення до дійсності - позитивне, негативне або нейтральне, ступінь конкретності - абстрактність.