La variable dependiente es el resultado que mide el experimentador. Se espera que cambie como resultado de las manipulaciones de la variable independiente.

En un estudio sobre el sueño y la memoria, la variable independiente podría ser la cantidad de sueño permitido; la variable dependiente sería el rendimiento en una prueba de memoria al día siguiente. En un ensayo clínico, la variable independiente es la dosis o la presencia del fármaco; la variable dependiente podría ser la gravedad de los síntomas, el tiempo de reacción o la actividad cerebral. Las definiciones operativas claras transforman los conceptos abstractos en cantidades medibles, lo que permite comparar los resultados entre estudios.

Un experimento bien diseñado mantiene constantes otros factores para que los cambios en la variable dependiente puedan atribuirse a la variable independiente y no a factores de confusión. En ocasiones, se registran múltiples variables dependientes para capturar diferentes aspectos del mismo fenómeno. Posteriormente, el análisis estadístico determina si las diferencias observadas son mayores de lo que cabría esperar por azar.

La variable dependiente es la respuesta que el experimento pretende obtener. Todo lo demás está dispuesto para que esa respuesta sea fiable.