虽然理论论据不足， 但宇宙学家也提出了各种各样对平行宇宙的实证检验。例如， 如果我们的宇宙曾经和另一个宇宙泡(混沌暴胀理论所暗示的那种类型)发生过碰撞的话， 在宇宙微波背景辐射中， 也许还残留着这个宇宙的蛛丝马迹。如果宇宙处于无穷无尽的循环中， 背景辐射还可能包含大爆炸之前的宇宙的残留痕迹。通过这些方式确实可能找到其他宇宙存在的证据。一些宇宙学家甚至已经声称看到了这些残留痕迹。然而， 这些说法引起了巨大的争议， 而且在许多假设中， 可能存在的多重宇宙都不会产生这些证据。因此， 观测者只能通过这些方式检验一些特定类型的多重宇宙。
第二种检验方法是， 寻找一个或者多个基本物理常数的变化， 从而可以证实物理定律并非永恒不变这一前提。一些天文学家宣布已经发现了这些变化， 但绝大多数人对此半信半疑。
第三种检验方法是， 测量我们能观测到的宇宙的形状： 它是球形(正曲率)、双曲(负曲率)还是“平直”(零曲率)的? 多重宇宙理论一般都预言宇宙不会呈现球形， 因为一个球自身是封闭的， 只允许有限的体积。不幸的是， 这种检验并不精确。超出我们视界的宇宙可以具有和我们所见部分不同的形状， 而且不是所有多重宇宙理论都排除了球形宇宙。
一个更好的检验方法是测量宇宙的拓扑结构： 它是否会像一个甜甜圈那样卷成环形? 如果是这样， 它的大小将是有限的， 这会明确排除绝大多数暴胀模型， 尤其是基于混沌暴胀的多重宇宙理论。这一形状会在天空中产生循环出现的模式。例如宇宙微波背景辐射中的大圆环(giantcircle)。观测天文学家对此进行过搜寻， 但一无所获。不过， 这一零结果并不能用作支持多重宇宙的论据。
最后， 物理学家希望能证明或者否定一些预言多重宇宙的理论。他们也许会找到否定混沌暴胀的观测证据， 抑或发现一种数学或者验证上的不自洽性， 迫使他们放弃弦理论的景观。
这种情形会削弱许多人支持多重宇宙理论的动机。但不会完全排除多重宇宙的可能性。