Một nhà nghiên cứu muốn biết liệu một loại thuốc mới có làm giảm huyết áp hay không. Cô ấy cho một nhóm dùng thuốc và nhóm khác dùng giả dược. Cô ấy đo huyết áp ở cả hai nhóm. Sự khác biệt duy nhất giữa hai nhóm là loại thuốc được sử dụng. Đó là một thí nghiệm: một phương pháp nghiên cứu trong đó các biến số được điều chỉnh để xác định nguyên nhân và kết quả.

Đặc điểm quan trọng nhất là khả năng kiểm soát. Bằng cách phân bổ ngẫu nhiên người tham gia vào các điều kiện khác nhau, nhà nghiên cứu có thể chắc chắn rằng bất kỳ sự khác biệt nào về kết quả đều do sự can thiệp gây ra, chứ không phải do những khác biệt vốn có từ trước. Phân bổ ngẫu nhiên là yếu tố phân biệt một thí nghiệm thực sự với một nghiên cứu tương quan. Tương quan cho thấy hai yếu tố biến đổi cùng nhau. Thí nghiệm cho thấy yếu tố này gây ra yếu tố kia.

Các thí nghiệm đều có những hạn chế. Chúng có thể không thực tế, phi đạo đức hoặc mang tính nhân tạo. Bạn không thể ngẫu nhiên phân bổ người hút thuốc lá. Bạn không thể dễ dàng nghiên cứu các tác động lâu dài trong phòng thí nghiệm. Và ngay cả những thí nghiệm được thiết kế tốt cũng có thể bị sai lệch do đặc điểm yêu cầu, trong đó người tham gia đoán được giả thuyết và thay đổi hành vi của họ. Phương pháp mù đôi, trong đó cả người tham gia lẫn người làm thí nghiệm đều không biết ai được điều trị, là một cách để giảm thiểu sự sai lệch đó. Phương pháp này rất hiệu quả, nhưng nó không phải là phép màu.