區域創新系統的研究方法主要是實證調查研究，基於實證調查的區域創新系統分析框架更具有說服力。首先，為了開展對表現區域創新系統特征的主要因素的詳細分析，區域創新系統的分析框架探討了區域創新能力的諸多方面。它既對構成創新系統的機構和公司的制度環境和其它制度因素進行調查，也強調利用諸如教育?區域R&D強度?技術基礎?科技產出(如專利)等指標對創新績效進行刻畫以此來突出區域的基本創新輪廓。其次，實證調查在於解釋創新活動和區域競爭力層面的區域差異性。通過開展實證調查研究，能夠詳細說明區域的具體特征，尤其有利於地方政府加深對使壹個區域成為創新系統的基本要素的理解。最後，由於區域創新系統的普遍性和多樣性，它不僅存在於對創新擁有強大先決條件的地區，也存在於老工業區域?外圍區域?鄉村區域和轉型區域。因此，通過實證調查對區域的組織和基礎設施水平?發展能力和創新能力等關鍵指標加以鑒別，探討區域創新系統的結構要素及其相互作用關系，有利於捕捉到區域創新系統概念上的差異性和實證現象的多樣性，以此來將不同的區域創新系統類型加以辨別。
從現有的研究文獻來看，有兩種類型的實證研究方法已應用到基於區域創新系統的分析框架中。第壹類實證研究是比較實證研究方法。該方法是通過對不同區域的比較研究來探討在壹個區域範圍內發生系統創新所需要的完美標準。對區域創新系統的比較分析能夠很好地把握特定區域的普遍性和特殊性，並且分析區域發展新趨勢和相應的政策效果。根據David.Doloreux(2000)的觀點，如果沒有這類比較研究，要完全理解和捕捉區域創新系統的分析框架的應用程度將會很困難，也難以理解區域創新系統分析框架對不同地區的區域發展和產業發展的相應的潛在影響。不過，比較案例研究方法允許對通常隱含的變量開展更為徹底的調查，即通過對現象的觀察有助於發現諸如為什麽在別的地方能夠發生而在本區域卻不能發生等問題，這樣可以對政策制定作出有用的指導。