Den afhængige variabel er det resultat, som en forsøgsleder måler. Det forventes, at det ændrer sig som følge af manipulationer af den uafhængige variabel.

I en undersøgelse af søvn og hukommelse kan den uafhængige variabel være den tilladte mængde søvn; den afhængige variabel ville være præstationen på en hukommelsestest den næste dag. I et lægemiddelforsøg er den uafhængige variabel dosis eller tilstedeværelse af lægemidlet; den afhængige variabel kan være symptomernes sværhedsgrad, reaktionstid eller hjerneaktivitet. Klare operationelle definitioner omdanner abstrakte begreber til målbare størrelser, så resultaterne kan sammenlignes på tværs af undersøgelser.

Et veldesignet eksperiment holder andre faktorer konstante, så ændringer i den afhængige variabel kan tilskrives den uafhængige variabel snarere end konfunderende faktorer. Flere afhængige variabler registreres undertiden for at indfange forskellige facetter af det samme fænomen. Statistisk analyse afgør derefter, om de observerede forskelle er større end man ville forvente ved et tilfælde.

Den afhængige variabel er det svar, som eksperimentet er designet til at opnå. Alt andet er arrangeret for at gøre svaret troværdigt.