A variável dependente é o resultado que um experimentador mede. Espera-se que se altere como consequência das manipulações da variável independente.

Num estudo sobre o sono e a memória, a variável independente pode ser a quantidade de sono permitida; a variável dependente seria o desempenho num teste de memória no dia seguinte. Num ensaio clínico com um medicamento, a variável independente é a dose ou a presença do medicamento; a variável dependente pode ser a gravidade dos sintomas, o tempo de reação ou a atividade cerebral. Definições operacionais claras transformam conceitos abstratos em quantidades mensuráveis, permitindo a comparação dos resultados entre diferentes estudos.

Uma experiência bem planeada mantém outros fatores constantes, de modo a que as alterações na variável dependente possam ser atribuídas à variável independente, e não a fatores de confusão. Por vezes, são registadas múltiplas variáveis ​​dependentes para captar diferentes facetas do mesmo fenómeno. A análise estatística determina, então, se as diferenças observadas são superiores às esperadas pelo acaso.

A variável dependente é a resposta que a experiência visa obter. Tudo o resto é organizado para tornar essa resposta fiável.