Az online laboratóriumi környezetben való tanulás elméleti hátterét az akciótanulás és akciókutatás elmélete adhatja (kísérleti tanulás) [2]. Ezeket az elméleteket azonban „szociális” helyzetekben való tanuláshoz fejlesztették ki. Az online laboratóriumokban ugyanakkor a tudományos pontosságnak is fontos szerep jut. A kísérleti tanulás ciklusa (akció – reflexió – akció) azonban itt is jól hasznosítható. A cél nem az, hogy változtassuk meg a szervezet viselkedését, hanem az, hogy segítsük és elmélyítsük a természet megismerését és a tananyag elsajátítását.

A nyitott tanulási környezetekhez emellett más módszerek – például az önálló és kollaboratív tanulás [1], [3] – is szorosan kapcsolódnak. Ezek a megközelítések azonban nem kezelik megfelelően az online laboratóriumi környezetben való tanulás kísérleti oldalát. Az online laboratóriumok fejlesztőinek ezért a tanuláselméletet kell segítségül hívniuk, ha szisztematikus módszert szeretnének kialakítani az ilyen környezetekben való oktatáshoz.