Een controlegroep is de groep deelnemers aan een experiment die de experimentele behandeling niet ontvangt. Deze groep dient als basislijn waartegen de effecten van de behandeling kunnen worden gemeten.

Bij een geneesmiddelenonderzoek krijgt de controlegroep mogelijk een placebo; bij een educatief onderzoek krijgt de controlegroep het standaardcurriculum, terwijl de experimentele groep een nieuwe methode krijgt. Willekeurige toewijzing aan de condities is de gebruikelijke manier om ervoor te zorgen dat de controlegroep en de experimentele groep vanaf het begin vergelijkbaar zijn. Eventuele latere verschillen in de afhankelijke variabele kunnen dan worden toegeschreven aan de behandeling in plaats van aan reeds bestaande verschillen tussen de mensen in de twee groepen.

Controlegroepen kunnen verschillende vormen aannemen. Een controlegroep zonder behandeling krijgt de interventie simpelweg niet. Een actieve controlegroep ontvangt een alternatieve behandeling waarvan de effectiviteit bekend of verwacht wordt. Een wachtlijstcontrolegroep ontvangt de interventie na de onderzoeksperiode. De keuze hangt af van ethische overwegingen en van de precieze onderzoeksvraag.

Zonder controlegroep kan verbetering in de loop van de tijd ten onrechte worden aangezien voor een behandelingseffect. De controlegroep dient als referentiepunt voor de vergelijking.