Die unabhängige Variable ist der Faktor, den ein Experimentator manipuliert. Es handelt sich um die mutmaßliche Ursache, deren Wirkung auf die abhängige Variable untersucht wird.

In einer Studie über den Einfluss von Schlaf auf das Gedächtnis ist die unabhängige Variable die Schlafdauer; die Teilnehmenden werden verschiedenen Stufen dieser Variable zugeordnet. In einer Arzneimittelstudie ist die unabhängige Variable die Dosis oder das Vorhandensein des Wirkstoffs. Klare operationale Definitionen legen genau fest, wie die unabhängige Variable manipuliert wird, damit die Studie reproduzierbar ist.

Ein echtes Experiment erfordert, dass der Versuchsleiter die unabhängige Variable kontrolliert und die Teilnehmenden – idealerweise zufällig – ihren Ausprägungen zuordnet. Lässt sich die interessierende Variable – wie Alter, Geschlecht oder Persönlichkeit – nicht manipulieren, handelt es sich um eine Korrelations- oder Quasi-Experiment-Studie, und die Aussagekraft hinsichtlich kausaler Zusammenhänge ist eingeschränkt. Störvariablen müssen kontrolliert werden, damit Veränderungen der abhängigen Variable der unabhängigen Variable und nicht unbeabsichtigten Faktoren zugeschrieben werden können.

Die unabhängige Variable ist die Fragestellung des Experiments. Die abhängige Variable ist die aufgezeichnete Antwort.