完全随机设计
此种设计的优点是设计和统计分析比较简单。缺点是试验效率较低，且只能分析一个因素。
两处理组
1.大样本（当nl及n2均大于50时）当资料为计量时可用u检验，当资料为计数时可用χ₂检验。
2.小样本计量资料：当服从正态分布且方差齐时，采用t检验；当服从正态分布但方差不齐时，采用t′检验，当不服从正态分布或分布未知时，采用秩和检验；当资料为计数时可用确切概率法。
多个处理组
为计量资料时：当服从正态分布且方差齐时，采用方差分析；当不服从正态分布或分布未知时，采用秩和检验。当资料为计数时采用χ₂检验。
配对设计
配对设计的优点：比较理想地控制了非处理因素的影响，均衡性较好，减少抽样误差。缺点：观察对象要经过挑选，特别是临床试验中病例较少时，样本含量较少。
当服从正态分布时，用配对比较的t检验；当不服从正态分布或分布未知时，用配对符号秩和检验。
随机区组设计
各个处理组中的受试对象不仅数量相同，而且比较均衡。这种试验设计，既减小了抽样误差，还可以分析出处理组及配伍组两个因素的影响。其缺点和配对设计相同，受试对象要经过挑选。
交叉设计
交叉设计的优点是节省样本数，且均衡性较好。但要求两种观察时间不能过长，处理没有持久效果，使两种处理能够很快区分开。
析因设计
析因设计是多因素的交叉分组设计，即各个因素的所有水平相互组合在一起，形成多个交叉分组。交叉组组数是各因素水平数的乘积。析因设计不仅可以对每个因数各水平间进行比较，还可以分析因素间的交互作用
序贯试验
医学科研设计一般都是预先确定样本含量，结果分析在全部试验完成后作出。序贯实验预先不需要确定试验例数。事先根据实验标准绘好序贯实验图。将每次试验结果的数据点到图上，当达到要求的检验界限，便可停止试验，作出判断。