正交试验设计是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。
是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。
日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。
当析因设计要求的实验次数太多时，一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中，选择一部分有代表性水平组合进行试验。
因此就出现了分式析因设计，但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说，选择适当的分式析因设计还是比较困难的。
例如作一个三因素三水平的实验，按全面实验要求，须进行27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数。
若按L9正交表安排实验，只需作9次，按L18正交表进行18次实验，显然大大减少了工作量。
因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。
正交试验分为两种做法。
直观分析法。
步骤：
1.明确试验目的，确定要考核的试验指标。
2.根据试验目的，确定要考察的因素和各因素的水平。
3.选用合适的正交表，安排试验计划。
4.根据安排的计划进行试验，测定各试验指标。
5.对试验结果进行计算分析，得出合理的结论。
多指标分析法。
步骤：
1.先分别考察每个因素对各指标的影响。
2.然后进行分析比较，确定出最好的水平。
3.从而得出最好的试验方案。
正交实验极差分析的缺点是不能把试验过程中的试验条件的改变所引起的数据波动与试验误差所引起的数据波动区分开来，也无法对因素影响的重要程度给出精确的定量估计。
正交试验的极差分析法又称直观分析法， 它具有计 算简单、直观形象、简单易懂等优点， 是正交试验结果分析最常用的方法。
方差分析，又称变异数分析，优点在于能用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。
由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。
造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。
方差分析是从观测变量的方差入手，研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。