Η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι ο παράγοντας που χειρίζεται ένας πειραματιστής. Είναι η υποτιθέμενη αιτία της οποίας η επίδραση στην εξαρτημένη μεταβλητή βρίσκεται υπό διερεύνηση.

Σε μια μελέτη σχετικά με την επίδραση του ύπνου στη μνήμη, η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι η ποσότητα ύπνου που επιτρέπεται. Οι συμμετέχοντες αντιστοιχίζονται σε διαφορετικά επίπεδα αυτής της μεταβλητής. Σε μια κλινική δοκιμή φαρμάκων, η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι η δόση ή η παρουσία της δραστικής ουσίας. Οι σαφείς λειτουργικοί ορισμοί καθορίζουν ακριβώς πώς χειρίζεται η ανεξάρτητη μεταβλητή, ώστε η μελέτη να μπορεί να αναπαραχθεί.

Ένα πραγματικό πείραμα απαιτεί από τον πειραματιστή να ελέγχει την ανεξάρτητη μεταβλητή και να αντιστοιχίζει τους συμμετέχοντες στα επίπεδά της, κατά προτίμηση τυχαία. Όταν η μεταβλητή ενδιαφέροντος δεν μπορεί να χειραγωγηθεί - ηλικία, φύλο, προσωπικότητα - η μελέτη γίνεται συσχετιστική ή σχεδόν πειραματική και τα αιτιώδη συμπεράσματα είναι πιο περιορισμένα. Οι συγχυτικές μεταβλητές πρέπει να ελέγχονται έτσι ώστε οι αλλαγές στην εξαρτημένη μεταβλητή να μπορούν να αποδοθούν στην ανεξάρτητη μεταβλητή και όχι σε ακούσιους παράγοντες.

Η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι το ερώτημα που θέτει το πείραμα. Η εξαρτημένη μεταβλητή είναι η απάντηση που καταγράφει.