Die zufällige Zuteilung zu den Versuchsbedingungen erfolgt durch das Verfahren, bei dem die Teilnehmer per Zufall den verschiedenen Versuchsbedingungen zugeordnet werden. Jede Person hat die gleiche Chance, in jeder beliebigen Gruppe zu sein.

Diese Methode ist die Grundlage echter Experimente. Durch die gleichmäßige Verteilung bekannter und unbekannter Merkmale der Teilnehmenden auf die verschiedenen Bedingungen ermöglicht die zufällige Zuordnung vergleichbare Gruppen von vornherein. Jegliche spätere Veränderung der abhängigen Variable lässt sich dann auf die unabhängige Variable zurückführen und nicht auf bereits bestehende Unterschiede zwischen den Personen. Münzwürfe, Zufallszahlentabellen oder Computerprogramme sind gängige Hilfsmittel.

Die zufällige Zuteilung unterscheidet sich von der zufälligen Stichprobenziehung. Bei der Stichprobenziehung geht es darum, wie Teilnehmende aus einer Grundgesamtheit ausgewählt werden; bei der Zuteilung darum, wie diese Teilnehmenden auf die verschiedenen Bedingungen verteilt werden. Ein Experiment kann die zufällige Zuteilung auch dann anwenden, wenn die Stichprobe selbst nicht zufällig ist. Ist die Zuteilung nicht zufällig, wird das Versuchsdesign quasi-experimentell, und die Aussagekraft von Kausalzusammenhängen wird eingeschränkt.

Der Zufall wird bewusst eingesetzt, damit keine systematische Verzerrung eine Bedingung gegenüber einer anderen begünstigt.