单因素方差分析是两个样本平均数比较的引申，用来检验多个平均数之间的差异，从而确定因素对试验结果有无显著性影响。单因素方差分析中，因素是指对研究对象具有影响的某一指标、变量；水平是指影响因素在不同状态和变化下的划分等级或组别；单因素试验是指每次试验只考虑一个因素的试验。

具有单因素的完全随机化试验是适用于方差分析的最简单的试验。完全随机设计不考虑个体差异的影响，仅涉及一个处理因素，但可以有两个或多个水平，所以亦称单因素试验设计。在试验研究中按随机化原则将受试对象随机分配到一个处理因素的多个水平中去，然后观察各组的试验效应；在观察研究（调查）中按某个研究因素的不同水平分组，比较该因素的效应。