Generalmente se entiende por diseño el plan de asignación de las unidades de observación (los individuos participantes) a las condiciones de la investigación. Ejemplo: Si queremos comparar la efectividad de dos tratamientos, asignamos un grupo de pacientes a los que aplican el tratamiento, y asignamos otros pacientes a otro grupo al que aplican el tratamiento, y el diseño es el plan específico de asignación de sujetos a ambos grupos.

Diseños de grupos independientes: Las unidades de observación (los sujetos experimentales) son asignados aleatoriamente a cada grupo. Si cada grupo representa una condición diferente de la variable independiente. El control de las variables perturbadoras es obtenido mediante aleatorización de las unidades de observación, dado que así esperamos que las variables perturbadoras tengan el mismo efecto en todos los grupos. Si los niveles de la variable independiente son consecuencia de la manipulación por el investigador y se cumple la condición de aleatorización, estos diseños son experimentales. Si los sujetos son asignados (aleatoriamente) a grupos que representan niveles observados (no resultantes de la manipulación) de la variable independiente, los diseños son denominados ExPost-facto o selectivos (los niveles son seleccionados, pero no manipulados).

Diseños intrasujetos o de medidas repetidas: Asignan a cada sujeto todas las condiciones de la variable independiente. En consecuencia, la magnitud de las variables perturbadoras es constante para cada sujeto y la variación observada en cada sujeto es explicada por la variación de la variable independiente. Un problema en estos diseños es el efecto de la práctica, que puede introducir cambios en el estado de los sujetos a medida que transcurre la investigación. Estos diseños son de utilidad cuanto hay pocos sujetos experimentales, para incrementar la eficiencia del experimento y cuando la finalidad de la investigación es estudiar los cambios conductuales a lo largo del tiempo.

Diseños Cuasi-experimentales: Son una alternativa a los diseños experimentales cuanto estos no pueden ser aplicados. Se caracterizan por un control deficiente, generalmente por la no aleatorización de los sujetos.

Diseños de caso único. La muestra está compuesta por un solo sujeto del que se obtienen observaciones repetidas en el tiempo.