除了最基本的实验设计功能外，单因素实验还常用来为正交试验做准备，为正交实验提供一个合理的数据范围。

单因素实验设计主要可以分为以下4种：①单因素完全随机实验设计。适用于研究中有一个自变量，自变量有两个或多于两个水平的情况，方法是把被试随机分配给自变量的各个水平，每个被试只接受一个水平的处理。②单因素随机区组设计。适用于研究中还有一个无关变量且无交互作用的情况。该方法在实验中将对象按一定的标准划分为数个区组，使得区组内的实验对象的个别差异尽可能小，即保证区组内的同质性，并使每个区组均接受所有实验处理。③单因素拉丁方实验设计。扩展了随机区组设计的原则，可以分离出两个无关变量的效应。④单因素重复测量实验设计。最为全面，适用于若干处理水平连续实施给同一被试时，被试接前面的处理对接受后面的处理没有长期影响的情况，方法是让所有被试接受所有水平。