Dans une expérience scientifique, les variables étrangères sont les conditions autres que celles contrôlées par le scientifique qui ont un effet sur le résultat de l'expérience. Les chercheurs tentent de minimiser les effets de ces variables étrangères en gardant les mêmes dans chaque groupe qu'ils testent. Le scientifique essaie de conserver des enregistrements de toutes les variables, telles que les accidents, qui sont hors de son contrôle.
Chaque expérience inclut des variables superflues. En laboratoire, une méthode de contrôle des variables externes consiste à placer le groupe témoin côte à côte avec le groupe expérimental. Lorsqu'une expérience ne donne pas les résultats escomptés, une étude plus approfondie révèle souvent qu'une variable étrangère, que le scientifique n'a pas considérée au départ, est responsable.
Les variables étrangères deviennent plus difficiles à contrôler avec des sujets humains. Les participants ont une génétique et des expériences de vie différentes. Les scientifiques tentent d'éliminer les variables en étudiant de grands groupes de personnes et en utilisant une analyse statistique des données résultantes. Les fabricants de médicaments utilisent cette approche pour tester l'efficacité d'un nouveau médicament. Les recherches de Campbell et Stanley indiquent au moins huit types de variables étrangères : historique, maturation, tests, instrumentation, sélection, régression statistique, attrition ou mortalité expérimentale et effets d'interaction de sélection. Les variables étrangères sont souvent des facteurs lorsque les scientifiques publient des études contradictoires.