A atribuição aleatória é o procedimento de colocar os participantes em condições experimentais por sorteio. Cada pessoa tem a mesma oportunidade de estar em qualquer grupo.

O método é a pedra basilar das verdadeiras experiências. Ao distribuir uniformemente as características conhecidas e desconhecidas dos participantes pelas condições, a alocação aleatória torna os grupos comparáveis ​​desde o início. Qualquer diferença subsequente na variável dependente pode então ser atribuída à variável independente, e não a diferenças preexistentes entre as pessoas. Lançamentos de moedas, tabelas de números aleatórios ou algoritmos de computador são ferramentas comuns.

A atribuição aleatória é diferente da amostragem aleatória. A amostragem diz respeito à forma como os participantes são selecionados de uma população; a atribuição diz respeito à forma como esses participantes estão distribuídos entre as condições. Uma experiência pode usar a atribuição aleatória mesmo que a própria amostra não seja aleatória. Quando a atribuição não é aleatória, o desenho torna-se quase-experimental e as afirmações causais ficam enfraquecidas.

O acaso é utilizado deliberadamente para que o enviesamento sistemático não favoreça uma condição em detrimento de outra.