Bitümlü malzemelerde penetrasyon deneyi, malzemenin sertlik ve viskoelastik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilmektedir. Deney kapsamında, numune belirli sıcaklık koşulları altında hazırlanmakta ve standart iğne penetrasyon cihazı kullanılarak iğnenin malzeme içerisine batma derinliği ölçülmektedir. Ölçüm süreci kontrollü koşullar altında yürütülmekte ve tekrarlı ölçümlerle sonuçların güvenilirliği sağlanmaktadır. Deney sonucunda, bitümlü malzemenin penetrasyon değeri belirlenmekte olup elde edilen bulgular, asfalt karışım tasarımında bağlayıcının sertlik sınıfının tayin edilmesinde, kalite kontrol uygulamalarında ve yol kaplamalarının performans değerlendirmesinde kullanılmaktadır. Ayrıca, bu yöntem sayesinde malzemenin farklı sıcaklık ve trafik koşullarındaki davranışı hakkında güvenilir bilgiler elde edilmektedir.