配对设计是将受试对象配成对子，给予每对中的个体以不同处理。它的优点是同对的试验对象间均衡性增大，因而可提高试验的效率。配对设计的效率取决于配对条件的选择。应以主要的非实验因素作为配对条件，一般多考虑年龄、性别、环境条件等。不要以实验因素作为配对条件。动物实验中，常将种属、性别相同，年龄、体重相近的两动物配成对子;人群试验中，常将性别相同，年龄、生活条件、工作条件等相似的两人配成对子。然后分别把每对中的两个受试对象随机分配到实验组和对照组，或不同处理组。为了达到随机化的目的，分配时可采用随机数字表或随机排列表(见条目“随机数字表与随机排列表”)。

某些医学试验可就同一受试对象作比较，称为同体比较或自身对照。例如观察某指标的变化，用同一组病人治疗前后作比较;用同一批动物处理前后作比较;或用同一批受试对象的不同部位、不同器官作比较等;又如同一批检品施以不同检测方法或培养方法的比较等，也属于配对试验。同体的前后比较间隔时间不宜过长，否则受试对象本身在试验前后发生了大的变化，就会失去同体比较的优越性。配对时要防止偏性，尽可能保持每对受试对象的均衡和齐同。记录试验数据应保持每对的一一对应关系，不能错乱或缺失。计算每对试验数据的差值时，如甲处理减乙处理的顺序应当始终不变。

例 取20只小白鼠，按体重、窝别配成10对，试用随机数字表将其分配到甲组和乙组中去。

先将10对小白鼠编上配对号，各对再按体重编成1号动物和2号动物;再由随机数字表(见条目“随机数字表与随机排列表”表1)上，任意指定第5行第21列数字6起，向右查，将随机数字抄录于“配对号”下;如规定： 遇单数，第1号动物分入甲组，第2号动物分入乙组;遇双数，第1号动物分入乙组，第2号动物分入甲组。结果如下：