Un'adeguata rappresentazione dell'ambiente circostante è uno degli aspetti salienti degli esseri adattativi. Il modo in cui un essere adattativo costruisce ed una una rappresentazione interna dello spazio dipende dalle sue competenze rappresentazionali e dal tipo di interazione occorsa fra il soggetto e l'ambiente. E' ragionevole assumere che il modo in cui un soggetto interagisce con l'ambiente influenza la sua rappresentazione.
Nel testare delle ipotesi concernenti la rappresentazione dell'ambiente è necessario affrontare molteplici problemi pratici: è necessario condurre gli esperimenti in ambienti non noti ai soggetti. Gli edifici sono arredati e dunque dispongono di etichette e landmarks che, sotto il profilo sperimentale, possono risultare problematici. Gli edifici devono essere abbastanza complessi da richiedere una rappresentazione non banale e, durante le sessioni sperimentali, devono essere disabitati.
Ulteriori problemi emergono durante l'esperimento: i movimenti, le azioni ed i comportamenti dei soggetti non possono essere registrati con precisione, e possono venire raccolti solo rincorrendo i soggetti. La traduzione dei dati raccolti in formato elettronico richiede infine un lavoro considerevole.
Gli ambienti di realtà virtuale possono costituire la soluzione di molti dei problemi delineati. I ricercatori possono creare edifici su misura per l'esperimento, arredandoli in maniera adeguata al disegno sperimentale. I soggetti possono liberamente navigare, esplorare, cercare: il software dell'ambiente virtuale può registrare movimenti ed azioni con la risoluzione temporale e spaziale desiderata. E' infine possibile creare tipi di interazioni che nella realtà non possono esistere.
Vi sono, naturalmente, alcuni problemi: l'interazione di un soggetto in un ambiente virtuale è tuttora molto diversa dall'immersione in uno spazio reale: nella realtà virtuale la percezione è più povera, il feedback è limitato e la navigazione immersiva può causare malessere: lo sviluppo tecnologico sta comunque migliorando la qualità ed il realismo dell'interazione immersiva, rendendo la realtà virtuale uno strumento estremamente promettente.
Il software e gli applicativi dedicati alla realtà virtuale presenti sul mercato, pur se estremamente potenti e sofisticati, non sono naturalmente stati progettati per la creazione di settings sperimentali, e buona parte delle funzioni e procedure specifiche necessarie alla realizzazione di un esperimento di psicologia cognitiva dev'essere programmato ex novo.
La costruzione di un setting sperimentale può essere concettualmente divisa in tre filoni principali: creare l'ambiente, gestire l'interazione del soggetto, registrarne le azioni.