在科學研究中，實驗系統是一個實驗或一系列實驗的物理、技術和程序基礎。 科學史學家 Hans-J?rg Rheinberger 將實驗系統定義為：結合地方、技術、儀器、制度、社會和認知方面的實驗活動的基本單元。 科學家（尤其是實驗室生物學家）、歷史學家和生物學哲學家指出，成功的實驗系統（例如基于流行的模型生物或科學儀器的系統）的發展和傳播是科學史上的關鍵要素，特別是自 20 世紀初以來 世紀。 選擇合適的實驗系統通常被認為是科學家取得長期成功的關鍵，因為實驗系統對某些類型的問題可能非常有效，而對其他問題則效率較低，從而獲得一種推動研究的動力 意想不到的方向。

一個成功的實驗系統必須足夠穩定和可重復，以使科學家能夠理解系統的行為，但又必須足夠多變和不可預測，才能產生有用的結果。 在許多情況下，一個廣為人知的實驗系統可以作為一種標準技術被黑盒化，然后可以成為其他實驗系統的一個組成部分。 Rheinberger 將實驗系統分為兩部分：被調查的部分（認知事物）和為實驗提供穩定背景的被充分理解的部分（技術對象）。

生物學實驗系統的開發通常需要為實驗室環境馴化特定生物體，包括創建相對同質的品系或菌株以及調整條件以突出科學家感興趣的可變方面。

類似地，科學技術， 通常需要開發一個完整的實驗系統，從一個可行的概念到一個在實踐中有效一致的基礎上有效的技術。 例如，聚合酶鏈式反應 (PCR) 的發明通常歸功于 Kary Mullis，他于 1983 年提出了這一概念，但 PCR 發展成為 20 世紀 90 年代初成為xxx性技術的過程需要多年的工作 由 Cetus Corporation 的其他人開發——自 1960 年代 Har Gobind Khorana 的 DNA 合成工作以來，該系統的基本組成部分就為人所知——誰發明了 PCR？ 一個復雜的問題。