第一類實證檢驗
第一類實證檢驗認爲，在EMH成立時，當影響資產價值的信息在市場中公佈，價格應該快速、正確地反應並將信息融入價格。“快速”意味着那些接受信息遲的人不能從信息中獲利。“正確”意味着對信息的反應的平均價格調整是準確的。價格不應對公佈的信息反應過度或反應不足。在最初的價格調整後，不應該存在價格的趨勢性變化或者價格的反轉。
“價格對信息快速、正確反應”隱含了這樣一個重要命題：已知的信息對獲利沒有價值。爲檢驗這個命題，需要定義“已知信息”和“獲利”。第一個定義相對直接，但對第二個定義有爭議。因爲在證券市場中，“獲利”表示調整風險後的超額回報率，因此需要一個定義風險和收益率之間關係的模型。資本資產定價模型（CAPM）是一個廣泛被接受的模型，但它並不是唯一的模型，因此，市場有效性的檢驗對風險一收益率模型存在一着巨大的依賴性。只要有人發現對已有信息的交易可以獲得超額回報率時，馬上會有EMH的支持者提出一個風險模型來說明這種超額回報率是因爲承擔了更大的風險才形成的。這個問題一直成爲EMH和行爲金融兩派學者爭執的焦點。
儘管有這些爭論，學者們還是進行了深入的實證檢驗研究，並對市場有效性的三種形式採取了不同的研究方法。
①弱式有效市場的檢驗
弱式有效市場假設認爲股價呈隨機波動。因此對弱式有效市場的檢驗基本上是沿着兩條路線分別進行：一是檢驗股價變化是否遵循隨機漫步形式，以瞭解股價對信息流動的反應；二是檢驗各種技術分析方法的盈利能力，以探究歷史交易信息是否有助於預測未來的股價變化。在20世紀60年代至70年代，Alexanda（1964），Fama（1965）等對西方成熟證券市場進行了大量的實證研究，結果普遍支持弱式有效市場假設。
②半強式有效市場的檢驗
對於半強式有效市場，學者們的檢驗邏輯是考察特定事件發生時，股價的反應和偏離是否能使投資者獲取超額利潤。Fama（1969）等人研究了股票分割對股價的影響；Scholes（1972）、Ball、Brown（1968）檢驗了宣告發放股利、認股權、年度報表等對股價的影響；Keown和Pinkerton（1981）對公司接管前後的收益率進行的研究發現，在信息公佈之前目標公司的股價開始上升，這表示信息進入價格；信息公佈的當天股價發生向上階躍，反映出目標公司的股東所獲得的接管溢價；而在信息公佈之後價格沒有繼續上升或者發生反轉，說明價格對信息的反應是正確的。在這些研究的基礎上，學術界比較一致地接受半強式有效市場的結論。
③強式有效市場的檢驗
強式有效市場的信息集包含所有公開和私下的信息，但這一信息集在實踐中顯然難以進行精確的定義。爲此，對強式有效市場的檢驗是通過間接方式進行的，即通過考察投資者（特別是機構投資者）的績效表現，來發現是否有投資者能持續地獲取超額利潤。Kim（1993），Jensen（1990）等進行的實證研究發現，在考慮了交易成本、風險大小等市場摩擦因素之後，幾乎沒有投資者能夠持續地超越市場的表現。因而學者們認爲，證券市場至少在一定程度上符合強式有效性假設。
第二類實證檢驗
第二類實證檢驗認爲，如果EMH成立，由於價格應該等於內在價值，在不存在關於內在價值的信息時，價格不應該改變，即如果沒有關於內在價值的信息，某種資產的供給和需求量的改變本身不能改變價格。Scholes（1972）的研究發現，在許多股東大量出售股票的情況下，價格反應很小。這個結果與“無內在價值信息時價格無反應”一致。