一个可控实验（controlled experiment），也叫做实验设计或真实验（true experiment），可以是任何一种研究设计，只要它允许实验者在一个实验中控制变量，使实验结果能更好地建立起一种因果关系即可。一个可控实验至少需要一个控制组和一个实验组。控制组是对照组，实验组也叫做受试组，是接受对待的组。理论上讲，除了对待不同这两组是相同的。例如，如果一个科学家想找出，是否一个加入普通洗涤剂的新化学物会改善它的清洁效果，就会用新化学物洗涤一组衣物（实验组），而另一组就不会用（控制组）。两组必须有同样种类和同等数量的衣物，衣物有同样数量和类型的污渍，必须在同等数量的水、同样的温度、同一种机器中清洗，等等。除加入的化学物外，洗涤条件必须是等同的。如果达到了这种等同性，我们就有了一个很好的受控实验，并且如果实验组的衣物更洁净，这个化学家就有理由为他的化学物的清洁能力感到高兴。
要表明控制所有变量的重要性，考虑一个假想的、没有得到很好控制的研究：农民史密斯想知道，他发明的一种添加剂是否能增加母鸡的下蛋数量。一开始，他把500只鸡随机分作两组。他这样随机地做，是因为他正确地了解到，随机化处理通常是划分组的最好程序，尤其当一个人有大量的受试对象时。如果他根据大小、年龄或者活动水平划分他的鸡，他就会有两组不是等同的鸡。他的随机化处理合理地保证了他有两组有着大概同样数量的鸡，大小平均、年龄平均，等等。事实上，他的随机化处理合理地使他确信，他的两组鸡在他没有考虑过的一些变量方面也是一样的，例如疾病、食欲、基因等等。两组之间任何微小的区别都不应具有统计上的重要性。
迄今为止，史密斯进展得很好。现在他把一组鸡放进农舍附近的一个鸡栏里，把另一组鸡放进另一个大约离此500英尺远的鸡栏里。农舍附近的鸡成了他的实验组，另一个鸡栏里的鸡成了控制组。然后，在他用来给实验组的鸡提供饮水的与加仑水桶里，史密斯往每一个桶里放入一杯他的秘密原料。对另一个鸡栏的鸡，他用的则是普通的水。
在史密斯实施实验的三个月期间，他仔细地记录下了每天每个鸡栏里下了多少个蛋。他的研究完成时，发现实验组平均比另一组多下了25%的蛋。他高兴极了，最后他把他的秘密研究在某一天的晚餐桌上与妻子和儿子分享。讲完他的故事后，史密斯得意洋洋又深感骄傲，他安然坐着，等待赞扬。他的儿子看上去很困惑，询问爸爸：“爸爸，也许远一点的鸡栏里的鸡之所以没下同样多的蛋，是因为它们被那只狐狸吓坏了。狐狸不常在房子附近出现，但你知道它试图抓到靠近路边另一个鸡栏的鸡。”“也有可能是噪音，”他的妻子说，“你知道那个远的鸡栏离高速路很近，那些卡车日日夜夜呼啸而过，这肯定对那些鸡有影响，你不这样认为么？”“或者是太阳，”他的儿子说，“一个鸡栏根本就没有防热的保护，而靠近房子的那个大部分时间都是有阴凉的。也许，凉快又感到舒适的鸡下蛋就更多些吧。”“再想一下，”儿子补充说，“是啊，再想一下，”他的妻子说。史密斯看上去很沮丧，他一边试图为自己找些理由，一边从座位上慢慢站起，想找到一个安静的地方再次计划他的秘密原料研究。
现在我们知道史密斯并没有控制足够多的变量，以便确信他的分组之间的区别，多出的25%的蛋到底是他的秘密原料发挥了作用，还是因为未受噪音、狐狸惊吓或者温度等这些不利因素的干扰。最令类似史密斯这样的研究者感到尴尬的是，有人经常对他们的结果作出一个竞争性的解释。那么实验就必须被再次实施，这次就要控制上次忽略的那些变量。实验就这样进展下去。
所以下一次，当你听到一则商业广告宣称：“睡前用我们的漱口剂漱口将比仅仅刷牙多杀死两倍数量的口腔细菌。”思考！还有什么其他的变量能够解释这个结果？研究者把他们的产品与只刷牙不漱口作对比，但是他们把他们的产品与睡前刷牙并用清水漱口作比较了吗？也许用液体漱口才是去除细菌的重要原因，而不是由于这种昂贵产品中的“特别成分”。
