Dienes i Berry (1997a) wymieniają aż dziewięć odrębnych paradygmatów, w których prowadzone były badania nad procesem uczenia mimowolnego: uczenie się sztucznych gramatyk (Reber, 1967), uczenie probabilistyczne (Reber, 1989), kontrolowanie złożonych systemów dynamicznych (Berry i Broadbent, 1984), zadanie skanowania matryc (Lewicki, Czyżewska i Hoffman, 1987; Hendrickx i De Houwer, 1997), uczenie się warunkowych odpowiedzi (Shanks, Green i Kolodny, 1994, za: Dienes i Berry, 1997a), nabywanie nieodmiennych charakterystyk (McGeorge i Burton, 1990, za: Dienes i Berry, 1997a; Kelly, Burton, Kato i Akamatsu, 2001), uczenie percepcyjne (zob. : Kolers i Roediger, 1984, za: Dienes i Berry, 1997a), uczenie się kategorii percepcyjnych (por Jacoby i Brooks, 1984, za: Dienes i Berry, 1997a) oraz nabywanie drugiego języka (zob. : Ellis, 1993). Poza wymienionymi powyżej metodami pomiaru wymienić należy jeszcze modyfikację zadania skanowania, zadanie uczenia się sekwencji (zob.  m.in. Nissen i Bullemer, 1987; Cleeremans, 1997; Destrebecqz i Cleeremans, 2001) oraz kilka modyfikacji zadania uczenia się sztucznych gramatyk (uczenie się gramatyk dwuwarunkowych – Mathews i in., 1989; Shanks, Johnstone i Staggs, 1997; wydobywanie wiedzy ukrytej w oparciu o skalę ewaluatywną – m. in. Manza i Bornstein, 1995; Helman i Berry, 2003).

Ta niezwykła wprost różnorodność paradygmatów badawczych pozwala na formułowanie na podstawie meta-analiz wyników eksperymentów wniosków dotyczących charakteru procesu uczenia mimowolnego jako takiego, a nie jedynie jego charakterystyki w odniesieniu do konkretnego paradygmatu (Berry i Dienes, 1991). Zróżnicowanie to związane jest również z pewnymi ograniczeniami. Analizując wykorzystywane procedury badawcze, trudno nie zauważyć, iż badani nabywają w trakcie ich trwania wiedzę o różnorodnym charakterze (szczególnie zróżnicowany jest poziom skomplikowania reguł, na podstawie których skonstruowany jest materiał – zob.: Frensch i Runger, 2003). Poniżej zostaną w skrócie omówione dwa najbardziej rozpowszechnione obecnie paradygmaty badania procesu uczenia mimowolnego (zadanie kontrolowania złożonych systemów dynamicznych oraz zadanie uczenia się sekwencji), a następnie nieco szczegółowiej zaprezentowany zostanie paradygmat uczenia się sztucznych gramatyk, w ramach którego przeprowadzono badania zaprezentowane w części empirycznej niniejszej pracy.