實驗設計，是任何任務的目的是描述和被假定來反映變化的條件下解釋的信息的變化的設計。該術語通常與實驗相關聯，在實驗中，設計引入了直接影響變化的條件，但也可能涉及準實驗的設計，其中選擇了影響變化的自然條件進行觀察。

在最簡單的形式中，實驗旨在通過引入先決條件的變化來預測結果，該變化由一個或多個獨立變量表示。通常假設一個或多個自變量的變化導致一個或多個因變量的變化。實驗設計還可以識別控制變量必須保持恒定，以防止外部因素影響結果。實驗設計不僅包括選擇合適的獨立變量，因變量和控制變量，還包括在給定可用資源限制的情況下，在統計上最佳的條件下計劃實驗的交付。有多種方法可以確定要在實驗中使用的設計點集（自變量設置的xxx組合）。

實驗設計中的主要問題包括有效性，可靠性和可復制性的建立。例如，可以通過仔細選擇自變量，減少測量錯誤的風險并確保方法的文檔足夠詳細來部分解決這些問題。相關問題包括達到適當水平的統計能力和敏感性。

實驗設計或隨機臨床試驗要求在實際進行實驗之前仔細考慮幾個因素。實驗設計是在進行實驗之前布置詳細的實驗計劃。實驗設計的原理部分已經討論了以下一些主題：

1. 設計有多少個因素，這些因素的水平是固定的還是隨機的？
2. 是否需要控制條件，應該是什么？
3. 操作檢查；操作真的有效嗎？
4. 什么是背景變量？
5. 樣本量是多少？為了使實驗具有通用性并具有足夠的功能，必須收集多少個單元？
6. 因素之間相互作用的相關性是什么？
7. 實質性因素的延遲影響對結果有什么影響？
8. 響應變化如何影響自我報告測評？
9. 在不同的情況下，通過后測試和后續測試，將相同的測量儀器重復管理到同一單位，如何可行？
10. 如何使用代理預測試？
11. 有潛伏變量嗎？
12. 客戶/患者，研究人員甚至數據分析人員是否應該視情況而定？
13. 隨后將不同條件應用于同一單元的可行性如何？
14. 每種控制因素和噪聲因素應考慮多少？

研究的獨立變量通常具有多個級別或不同的組。在真實的實驗中，研究人員可以有一個實驗組和一個對照組，對照組在其中進行了檢驗假設的實驗，對照組與實驗組具有相同的要素，而沒有干預要素。因此，當除一種干預措施以外的所有其他因素保持不變時，研究人員可以確定地證明這一因素是引起觀察到的變化的原因。在某些情況下，擁有一個對照組是不道德的。有時可以使用兩個不同的實驗組來解決。在某些情況下，無法對自變量進行操作，例如，在測試具有不同疾病的兩組之間的差異時，或測試性別之間的差異（顯然，分配參與者很難或不道德的變量）。在這些情況下，可以使用準實驗設計。