Jedna od prednosti sprovođenja eksperimentalnog istraživanja je to što omogućava istraživačima da s poverenjem pripišu rezultate efektima eksperimenta. Ovo se razlikuje od opisnih i korelacionih istraživanja, koja koriste manje rigidne pristupe za istraživanje i opisivanje fenomena i možda neće doneti jasne zaključke. Naučna i statistička rigoroznost eksperimentalnog istraživanja maksimizira internu validnost i povećava verovatnoću generalizovanja nalaza izvan uzorka studije. Međutim, važno je napomenuti da literatura ističe metodološka ograničenja koja mogu uticati na internu i eksternu validnost rezultata istraživanja, čime se ograničava njihova praktična primena (Walker, 2005).
Postizanje nasumične selekcije uzorka u studiji je ključno za osiguranje da uzorak tačno odražava primarnu populaciju i da je nalaze moguće generalizovati. Bez nasumične selekcije, istraživačima može biti teško da usklade učesnike na osnovu ključnih osobina koje mogu uticati na ishode studije. Čak i uz sistematske i protokolarne procedure, spoljašnji faktori mogu i dalje uticati na rezultate eksperimenata sa ljudima, posebno u longitudinalnim istraživačkim nacrtima.
Izazovi za validnost, kako internu, tako i eksternu, kao i Hawthorne efekat, predstavljaju ograničenja eksperimentalnog istraživanja. Učesnici mogu menjati svoje ponašanje jednostavno zato što su pod posmatranjem, što podstiče istraživače na oprezan pristup. Pored toga, pouzdane i validne merne jedinice su ključne za smislenost rezultata. Kvantitativni istraživački nacrti mogu značajno doprineti bazi dokaza, dok su opisni i korelacioni nacrti ključni za generisanje pitanja i hipoteza. Uprkos rigoroznim procedurama za kontrolu grešaka i pristrasnosti, etička i metodološka pitanja se moraju razmatrati u eksperimentalnom istraživanju.
Solidan istraživački nacrt ima za cilj smanjenje pristrasnosti i povećanje pouzdanosti podataka prikupljenih i analiziranih. Nacrt koji proizvodi najmanju eksperimentalnu grešku obično se smatra optimalnim pristupom u naučnom istraživanju. Isto tako, odgovarajući i efikasan nacrt rezultira sticanjem sveobuhvatnih informacija i omogućava razmatranje različitih aspekata datog problema. Osobine robustnog istraživačkog nacrta uključuju:
Dovoljno informacija je ključno za analizu istraživačkog problema iz šire perspektive, kreiranje efektivnog istraživačkog nacrta i identifikaciju važnih faktora kao što su istraživački ciljevi, metode za dobijanje informacija, dostupnost veštih ljudskih i finansijskih resursa, minimizacija pristrasnosti i maksimizacija pouzdanosti i generalizacije. Idealni istraživački nacrt treba da bude fleksibilan, prilagodljiv, efikasan i ekonomičan.
Istraživački nacrt je osnova za prikupljanje i analizu podataka. On opisuje metode i procedure za merenje i analizu podataka, omogućavajući istraživačima da istražuju istraživačka pitanja i uspostave uslove za prikupljanje i analizu podataka kako bi se nalazi uzorka mogli generalizovati na širu populaciju (Kuçuksayraç, 2007).