在特殊情况下，比如临床心理学家希望确定某种疗法的效果却又只有一两个患者，或像心理物理学实验那样极端费时且个体差异几无影响时，心理学家也会采用与之相反的实验模式——小样本设计。小样本设计是被试内设计的一种变式，实验时它向人数较少的被试或单个被试呈现自变量的不同水平或处理方式。