1、科學性原則 是指在設計實驗時必須有充分的科學根據。實驗的原理要科學，實驗材料的選擇要科學，實驗的方法步驟要科學，實驗的結果、結論要科學。

2、對照性原則 是實驗設計的最基本的原則。對照有多種形式：有空白對照（對照組不加任何處理因素。如研究甲狀腺激素對蝌蚪個體發育的影響時，實驗組的飼料新增甲狀腺素，對照組的飼料不新增任何製劑）、條件對照（如探究唾液澱粉酶的活性需要有適宜的PH值，設立過酸、過鹼、接近中性實驗條件，進行相互對比）、自身對照（對照與實驗在同一受試生物上進行。如觀察一條雄性鯽魚對注射雄性激素前、後的活動變化情況）、相互對照（不獨立設立對照組，而是幾個實驗組之間相互對照。如比較過氧化氫酶和氯化鐵對催化過氧化氫水解反應的催化活性。）、標準對照（不設立對照組，實驗結果與標準值或正常值對比。如測試人體攝入500克葡萄糖80分鐘後血糖濃度是否正常）。設計實驗時可根據實驗研究的目的和內容加以合理選擇。

3、單一變數原則 是在一組實驗中實驗組和對照組之間只能有一個反應變數，也就是說只有一個不相同，其他的都要一樣。變數唯一能使複雜的問題簡單化，變數唯一才能正確地找出實驗組和對照組的差別，從而證明實驗變數的作用。如在驗證唾液澱粉酶具有專一性的時候，對照組和實驗組的溫度、PH值、所採用的試管大小、試劑多少、反應條件、溶液量等均要一致，只有一個變數，即實驗組為澱粉溶液，對照組為蔗糖溶液