1.完全随机设计：完全随机设计是最常见的一种考察单因素两水平或多水平间的效应有无差别的实验设计方法。它是将同质的受试对象随机地分配到各处理组，再观察各组实验效应。
2.配对设计：配对设计是将受试对象按一定条件配成对子，再将每对中的两个受试对象随机分配到不同处理组。配对的因素为可能影响实验结果的主要非处理因素。
例如欲研究维生素E缺乏时对肝中维生素A含量的影响，将同种属的大白鼠按性别相同，月龄、体重相近配成对子，再将每对中的两只大自鼠随机分配到不同处理组，分别喂以正常饲料和维生素E缺乏饲料。
3.随机区组设计：随机区组设计又称配伍组设计，为配对设计的扩展，是将受试对象条件(影响实验结果的主要非处理因素)相同或相近者组成若干个区组，再将每个区组中的各受试对象随机分配到各处理组。
每个区组中包含的受试对象数等于处理组数。随机区组设计可保证区组内的受试对象有较好的同质性，因此组间均衡性较好，与完全随机设计相比可以提高实验效率。
