المتغير المستقل هو العامل الذي يتحكم فيه الباحث. وهو السبب المفترض الذي يتم دراسة تأثيره على المتغير التابع.

في دراسة تأثير النوم على الذاكرة، يكون المتغير المستقل هو مقدار النوم المسموح به؛ ويتم توزيع المشاركين على مستويات مختلفة من هذا المتغير. أما في التجارب الدوائية، فيكون المتغير المستقل هو جرعة الدواء أو وجود المركب الفعال. وتحدد التعريفات الإجرائية الواضحة بدقة كيفية التلاعب بالمتغير المستقل لضمان إمكانية تكرار الدراسة.

تتطلب التجربة الحقيقية أن يتحكم الباحث في المتغير المستقل وأن يوزع المشاركين على مستوياته، ويفضل أن يكون ذلك عشوائيًا. عندما يتعذر التحكم في المتغير محل الاهتمام - كالعمر أو الجنس أو الشخصية - تصبح الدراسة ارتباطية أو شبه تجريبية، وتكون الاستنتاجات السببية محدودة. يجب التحكم في المتغيرات الدخيلة بحيث تُعزى التغيرات في المتغير التابع إلى المتغير المستقل نفسه، وليس إلى عوامل غير مقصودة.

المتغير المستقل هو السؤال الذي تطرحه التجربة. أما المتغير التابع فهو الإجابة التي تسجلها.