(1)对照原则
科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。 实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。具体来说有如下四个方面：
①所有用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。②所用实验器具要相同即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具大小型号要完全一样。③所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。④所用处理方法要相同如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。
阳性对照：给对照组施以已经被证明是一种有效的处理因素。阳性对照目的是证明试验具有检验灵敏度，也就是该试验具有证明有效阳性药物的有效性的能力。
空白对照：指不做任何实验的对照组或不给对照组以任何处理因素。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验组完全相同。空白对照能明白地对比和衬托实验组的变化和结果，增加说服力。通常未经实验因素处理的对象组为对照组，经实验因素处理的对象组为实验组；或处于正常情况下的对象组为对照组，未处于正常情况下的对象组为实验组。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照；在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。
相互对照：不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组。在等组实验法中，若不设空白对照，则大都是运用相互对照。相互对照较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。例如：“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。再如：在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)（0℃、50℃、100℃）互为相互对照。在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。
条件对照：指虽然给对象施以某种实验处理，但是这种处理是作为对照意义的，给定的处理因素正是为了保证实验中对照组与实验组相比只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。通常施以条件因素的对象组为对照组，施以实验因素的对象组为实验组。例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状激素)，乙组为条件对照(饲喂甲状抑制剂)；不饲喂药剂的是空白对照组。显然，通过条件对照．实验说服力大大提高。
标准对照：生物生理、生化的某些项目也都有相应的标准，将观察测定的实验数值与规定的标准值相比较，以确定其正常与否的对照方法。
【“实验组”与“对照组”确认】
一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即未接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。
(2)单一变量原则
理解该原则，应弄清几组变量：即自变量与因变量，无关变量与额外变量。
①自变量与因变量：a．自变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称实验变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。b．因变量（又称反应变量或应变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，因变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。c.二者关系：自变量是原因，因变量是结果，即具因果关系。
②无关变量与额外变量：无关变量又称干扰变量、控制变量，是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。额外变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。无关变量是原因，额外变量是结果，二者也具有因果关系。为确保实验结果的准确，实验者应严格控制无关变量，防止额外变量的出现，否则实验结果的真实性无法得到认定，如我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。
所谓单一变量原则（单因子变量原则），就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量，只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，至于将谁作为变量则很容易确定，即要验证谁则把谁作为变量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。
【案例剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温（60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。
(3)等量原则
实验中要做到“单一变量”（即自变量）外，其它变量需注意等量原则，即：
①生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。
②实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等相同。
③实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。即使使用不同试剂也要注意体积相同。
④处理方法要相同：保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。
(4)科学性原则：包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法、实验结果处理的科学性。
(5)安全原则：尽量避免危险性操作（如确需使用，应注明，防止环境污染和人身伤害）。
如：在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，使用丙酮时指出“用滤纸打孔盖住研钵进行研磨”以减少挥发，或者干脆使用酒精，以减少危害。
(6)可行性原则：实验设计应注意取材方便、药品便宜、装置简单、经济实用、步骤简洁、操作性强、花时经济，在现有实验条件下能够完成。
(7)平行复重原则：即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。
(8)随机性原则：随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。
(9)简便性原则：实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。
