RESUMO Contexto: Ao longo do século XIX, investigações sobre a natureza de fenômenos psíquicos/espirituais como transes e supostas aquisições de informações indisponíveis aos canais sensoriais normais geraram grande debate, mobilizando médicos, cientistas e intelectuais. O professor francês Allan Kardec (1804-1869) foi um dos primeiros pesquisadores a propor uma investigação científica dos fenômenos mediúnicos, tornando-se um influente intelectual na Europa durante a segunda metade daquele século e no Brasil a partir do século XX. Todavia, seu método de investigação é amplamente desconhecido ou mal interpretado. Objetivos: Identificar e analisar o método de investigação empregado por Allan Kardec em suas investigações das experiências mediúnicas. Método: A pesquisa se concentrou na leitura e na análise, no idioma original, de toda obra publicada por Kardec: seus livros e os doze volumes da Revue Spirite: Journal d'Études Psychologiques. Foram obtidos e analisados documentos originais inéditos de Kardec. Fontes secundárias foram utilizadas como ferramentas de interpretação e de contextualização do trabalho de Kardec. Resultados: Kardec levantou e testou diversas hipóteses para explicar os fenômenos mediúnicos: fraude, alucinação, forças físicas, sonambulismo, inconsciente, clarividênica, transferência de pensamentos (telepatia) e espíritos desencarnados. Concluiu que todas estas hipóteses eram necessárias para explicar a totalidade das experiências chamadas de mediúnicas. Todavia, por concentrar sua atenção naquelas experiências que ele considerava envolver a comunicação de personalidades desencarnadas (espíritos), buscou desenvolver um método para obter informações úteis e confiáveis sobre a dimensão espiritual do universo. O objetivo de Kardec era naturalizar o domínio espiritual, fazendo dele um objeto de investigação racional e empírica para identificar as leis naturais que regeriam as supostas relações entre espíritos desencarnados e a humanidade encarnada. Por meio do estudo dos processos de investigação e de elaboração das teorias de Allan Kardec para os casos específicos das chamadas sensações dos espíritos logo após o desencarne e para o caso da possessão, percebe-se a busca de uma ampla e diversificada base empírica, bem como a construção progressiva e a reformulação de teorias explicativas. Conclusão: As investigações sobre os fenômenos psíquicos e mediúnicos preenchem uma importante lacuna, ainda negligenciada, da história da ciência e da medicina. Allan Kardec foi um dos pioneiros desses estudos ao propor a naturalização da dimensão espiritual e sua subsequente investigação empírica e racional. Uma melhor compreensão de seus métodos pode expandir nosso conhecimento sobre as relações entre ciência e espiritualidade no século XIX, bem como oferecer contribuições para os estudos atuais sobre o tema.