製品の生産工程にて、定められた計画に基づき測定されたデータを解析し、要因の効果と交互作用を明らかにする統計学に基づいた方法のこと。精度の良い結果を短期間で得られるような実験を設計し、その実験で得られた結果を解析する。英国の統計学者、フィッシャー（R. A. Fisher）の創始による。

　実験計画法には、守るべき原理として「局所管理」「無作為」「反復」の3つがある。また、手法として「一元配置法」「二元配置法」「多重比較法」「直交表実験計画法」などがある。

　局所管理の原理とは、実験で調べたい因子以外の外乱が実験結果に影響しないようにグループ化し、無作為な順序で行うことである。

　しかしすべての外乱を排除するのは不可能である。無作為の原理では実験を実施する時間や場所、条件を無作為に振り分けることにより、外乱の影響と水準の影響を分離する。

　水準を固定したまま複数回実験を繰り返すことで、実験結果の変化が外乱の影響によるものなのかの判別が可能となる。これが反復の原理である。

　調べたい因子の数が1つの場合は一元配置法、2つなら二元配置法を用いる。多くの製品開発では数個以上の因子、水準を調べる必要があるが、すべての組み合わせをしらみつぶしに実験するのはコスト的に現実的ではない。そこで統計的な手法を用い、少ない実験回数で効率的に結果を解析するのが直交表実験計画法である。

　タグチメソッドの原理は実験計画法をさらに発展させたのであるといわれている。また、シックスシグマでも実験計画法を取り入れている。