Experimentální kontroly umožňují experimentům studovat vždy jednu proměnnou a jsou nezbytnou součástí vědecké metody. V kontrolovaném experimentu se provádějí dva prakticky totožné experimenty. V jednom z nich se použije léčba, testovaný faktor. V druhém se nepoužije kontrola, testovaný faktor.
Například při testování léku je důležité pečlivě ověřit, že předpokládané účinky léku jsou vyvolány pouze samotným lékem. Lékaři toho dosáhnou dvojitě zaslepenou studií v klinické studii: porovnávají se dvě (statisticky) identické skupiny pacientů, z nichž jedna dostává lék a druhá placebo. Pacienti ani lékař nevědí, která skupina dostává skutečný lék, který slouží jak k potlačení předpojatosti, tak k izolaci účinků léku.
Pozitivní a negativní kontrola
Kontroly mohou být pozitivní nebo negativní.
Pozitivní kontrola je postup, který je velmi podobný skutečnému experimentálnímu testu, ale o kterém je z předchozích zkušeností známo, že dává pozitivní výsledek. O negativní kontrole je známo, že dává negativní výsledek. Pozitivní kontrola potvrzuje, že základní podmínky experimentu byly schopny přinést pozitivní výsledek, i když žádný ze skutečných experimentálních vzorků nepřinesl pozitivní výsledek. Negativní kontrola demonstruje základní výsledek získaný v případě, že test nepřináší měřitelný pozitivní výsledek; často se hodnota negativní kontroly považuje za hodnotu „pozadí“, která se odečte od výsledků zkušebního vzorku, nebo se použije jako hodnota „100 %“, s níž se výsledky zkušebního vzorku váží.
Například v enzymovém testu na měření množství enzymu v sadě extraktů by pozitivní kontrola byla zkouška, kde přidáte část vyčištěného enzymu, a negativní kontrola by byla, kde nepřidáte žádný extrakt. Pozitivní kontrola by měla dávat velké množství enzymové aktivity, zatímco negativní kontrola by měla dávat velmi nízkou až žádnou aktivitu.
Kontroly jsou nutné k tomu, aby se vyloučila alternativní vysvětlení experimentálních výsledků. Předpokládejme například, že výzkumník nakrmí šedesát laboratorních potkanů experimentálním umělým sladidlem a zjistí, že deset z nich následně zemře. Základní příčinou smrti by mohlo být samotné sladidlo nebo něco, co s ním nesouvisí. Možná že potkani prostě neměli dostatek potravy nebo vody, nebo byla voda kontaminovaná a nepitná, nebo byli potkani vystaveni nějakému psychickému nebo fyziologickému stresu nebo jinému počtu proměnných, které mohou narušovat experimentální design, z nichž mnohé nemusí být zcela zřejmé. Vyloučit každé z těchto možných vysvětlení jednotlivě by bylo časově náročné a obtížné. Místo toho může výzkumník použít experimentální kontrolu a rozdělit potkany do dvou skupin: do jedné skupiny, která obdrží sladidlo, a do druhé, která nikoli. Obě skupiny jsou drženy v jinak identických podmínkách a obě skupiny jsou sledovány stejným způsobem. Jakýkoli rozdíl v nemocnosti mezi oběma skupinami lze připsat samotnému sladidlu – a žádnému jinému faktoru – s mnohem větší jistotou.
V jiných případech se experimentální kontrola používá, aby se zabránilo tomu, že účinky jedné proměnné budou přehlušeny známými, většími účinky jiných proměnných. Předpokládejme například, že program, který rozdává dětem ve stanicích metra knihy zdarma, chce měřit vliv programu na standardizované výsledky testů. Výzkumníci však chápou, že na standardizované výsledky testů má pravděpodobně mnohem větší vliv mnoho jiných faktorů než knihy zdarma: například příjem domácnosti a rozsah vzdělání rodičů. Ve vědecké hantýrce se tyto proměnné nazývají matoucí. V tomto případě mohou výzkumníci buď použít kontrolní skupinu, nebo použít statistické techniky ke kontrole ostatních proměnných.