Den beroende variabeln är det utfall som en försöksledare mäter. Det förväntas att det förändras som ett resultat av manipulationer av den oberoende variabeln.

I en studie av sömn och minne kan den oberoende variabeln vara mängden sömn som tillåts; den beroende variabeln skulle vara prestationen på ett minnestest nästa dag. I en läkemedelsstudie är den oberoende variabeln dosen eller närvaron av läkemedlet; den beroende variabeln kan vara symtomens svårighetsgrad, reaktionstid eller hjärnaktivitet. Tydliga operationella definitioner omvandlar abstrakta begrepp till mätbara kvantiteter så att resultaten kan jämföras mellan studier.

Ett väl utformat experiment håller andra faktorer konstanta så att förändringar i den beroende variabeln kan hänföras till den oberoende variabeln snarare än till störfaktorer. Flera beroende variabler registreras ibland för att fånga olika aspekter av samma fenomen. Statistisk analys avgör sedan om de observerade skillnaderna är större än vad som skulle förväntas av en slump.

Den beroende variabeln är det svar som experimentet är utformat för att få fram. Allt annat är arrangerat för att göra svaret trovärdigt.