חוקרים ובלשים פרטיים נוקטים בשיטות וטכניקות שונות במטרה לאמת או להפריך את העובדות בתיקי חקירה שונים. לשם ביצוע החקירות הפרטיות נעזרים החוקרים בשיטות רבות לשמל מעקבים. תצפיות, תשאולים וחיפושים אחר מאגרי מידע אנושיים. לשם וידוא העובדות כמו מקום עבודתו של מושא החקירה, משכורתו וכדומה הם עשויים לערוך שיחות טלפון ולבקר במקום עבודת הנחקר.
בתיקי חקירה אחרים, במיוחד באלו בהם מעורבים אנשים שנעלמו/ברחו ויש לבצע חקירות רקע, חוקר פרטי יראיין אנשים שונים כדי להוציא אינפורמציה רבה ככל האפשר על אובייקט החקירה. בסוגי חקירות נוספים חוקרים פרטיים מסייעים לעורכי דין, לעסקים פרטיים וממשלתיים וללקוחות פרטיים, על ידי מתן מידע פיננסי, כלכלי, ועזרה בבעיות אישיות שונות כמו תיקי גירושין, חשיפת בגידות ועוד.
חוקרים פרטיים נותנים שרותים שונים שכוללים, בין היתר, שירותי הגנה על בעלי עסקים, חקירות רקע לפני קבלת עובד לעבודה, חקירות כלכליות, מתן שירותי בדיקת פוליגרף לצורך מיון עובדים, איתור מפירי זכויות יוצרים, חקירות טוהר מידות, חקירות מרמה ופלילים ועוד. בנוסף הם מספקים עזרה בתיקי חקירות בהן מעורבים נפגעי תאונות דרכים או תאונות עבודה, וחקירות מרמה בתחום הביטוח.
חלק מן החוקרים הפרטיים מומחה בעריכת מעקבים ותצפיות. הם מסוגלים לערוך תצפית על שטח מסוים ממקום לא מחשיד תוך שהם נטמעים בסביבת המגורים, או מתוך רכב המיועד לביצוע תצפיות ארוכות.
חוקרים מבצעים תצפיות שלעתים נמשכות ימים רבים ומתעדים אותן בסרטי וידאו, בתמונות ובאמצעים מתוחכמים נוספים בהתאם לחוקי הארץ בה הם פועלים, עד שהראיה לה הם זקוקים מושגת.
חוקר פרטי עשוי לבצע איתור מידע ברשת האינטרנט ולעבוד עם מאגרי מידע חוקיים. מאגרים אלו מסייעים לחוקרים להשיג מידע רב וחוקי אודות נחקרים באופן מהיר יחסית. מאגרי מידע רבים פתוחים בארצות הברית ובמדינות נוספות עבור חוקרים פרטיים שיודעים לבצע בהם חיפוש חכם עבור לקוחותיהם.
מלטותיו של חוקר פרטי תלויות על פי רוב בדרישות הלקוח. במקרים של מעסיקים שחושדים בגניבות עובדים, חוקרים פרטיים יכולים לעשות חקירה סמויה תחת כיסוי על מנת למצוא את הגורמים האחראיים לגניבות, ולתעד את שמצאו לצורך הצגת הראיות בבית המשפט. בתיקי היעדרות מהעבודה וקבלת פיצויים מחברות הביטוח, חוקרים פרטיים יבצעו תצפיות ומעקבים שייארכו לעתים תקופה ארוכה לצורך אימות מצבו הבריאותי של האובייקט. ישנה חשיבות רבה שהחוקר הפרטי יתעד את ממצאיו בסרט וידאו ובתמונות.
חוקרים ובלשים פרטיים שעובדים עבור מרכזי קניות, קניונים, מלונות וכד', עושים חלק נכבד מעבודת החקירה בצורה סמויה. במסגרת תפקידם הם אחראים למניעת גניבות ולהגנה על רכוש בית העסק לו הם נותנים שירות. הם מונעים גניבות שמבצעים כייסים, ספקים, ואפילו עובדים של בית העסק.
שעות העבודה של חוקרים פרטיים אינן רגילות בעיקר בגלל הצורך לבצע תצפיות ומעקבים ולפגוש אנשים, נחקרים ומקורות מודיעיניים למטרת חקירה וקבלת מידע. פגישות אלו נערכות לעתים בשעות בלתי רגילות. עבודה בשעות הלילה המאוחרות, בשעות הבוקר המוקדמות ובסופי שבוע היא דבר רגיל בהחלט עבור חוקר פרטי ובמיוחד עבור זה שעוסק בתחום המעקבים והתצפיות.
כשחוקר פרטי מנהל חקירה פרטית, סביבת עבודתו יכולה להשתנות, מבתי מלון מפוארים לבארים אפלים, מאזור עירוני לכפרי וכו'.
בדרך כלל, עובדים החוקרים הפרטיים בשעת עריכת מעקבים בצוותים של שני כלי תחבורה לפחות, כדי להימנע מגילוי על ידי הנעקב. כך ניתן לשנות את כלי הרכב במהירות ולבצע תחלופה בין החוקרים העוקבים אחר האובייקט באופן רגלי וכיוב'.
