มีรูปแบบของการทดลองแบบควบคุมหลายอย่างรูปแบบที่ค่อนข้างง่ายแยกตัวอย่างที่ใช้ในการทดลองออกเป็น 2 กลุ่มคือ กลุ่มทดลอง (experimental group) และกลุ่มควบคุม (control group)กลุ่มควบคุมจะไม่ได้อะไร ส่วนกลุ่มทดลองจะได้สิ่งที่เป็นตัวแปรสำคัญที่เป็นประเด็นการทดลอง สถานการณ์ที่เหลือสองกลุ่มจะได้เหมือนกัน

กลุ่มควบคุมจะช่วยกำจัดคำอธิบายอื่นของผลที่พบในการทดลอง โดยเฉพาะคำอธิบายว่าเป็นผลที่เกิดจากการวัดผิดพลาด (experimental error) และความเอนเอียงของผู้ทดลอง (experimenter bias)กลุ่มควบคุมหลายอย่างเป็นเรื่องเฉพาะต่อชนิดของการทดลองเช่น การทดลองเทคนิค SDS-PAGE (Sodium dodecyl sulfate-Polyacrylamide gel electrophoresis) ใช้ molecular marker ในกลุ่มควบคุม เป็นตัวประมาณมวลโมเลกุลของโปรตีนที่ไม่รู้จัก และกลุ่มควบคุมอาจจะมีเป้าหมายเพียงแค่เพื่อให้แน่ใจว่า อุปกรณ์ทำงานเป็นปกติการเลือกและใช้กลุ่มควบคุมที่ถูกต้อง เพื่อให้มั่นใจได้ว่าผลการทดลองสมเหตุสมผล (เช่น ไม่มีตัวแปรกวน) อาจเป็นเรื่องที่ยากมากการวัดค่าของกลุ่มควบคุมอาจใช้เพื่อจุดประสงค์อื่น ๆ ได้ เช่น ถ้าวัดเสียงพื้นหลังของไมโครโฟนเมื่อไม่มีเสียงจริง ก็จะสามารถใช้เสียงพื้นหลังนั้นลบออกจากเสียงจริงที่อัดพร้อมกับเสียงพื้นหลังได้ ทำให้ได้คุณภาพเสียงที่ดีกว่า

นี่เป็นตัวอย่างอีกอย่างหนึ่งของการใช้กลุ่มควบคุม คือ ถ้านักวิจัยให้หนูทดลอง 60 ตัวกินน้ำตาลเทียม แล้วพบว่า หนู 10 ตัวภายหลังเกิดโรค ดังนั้น เหตุที่เป็นมูลอาจจะเป็นน้ำตาลเทียมเอง หรืออาจจะเป็นอะไรอย่างอื่นที่ไม่เกี่ยวกันคือ ตัวแปรอื่น ๆ ที่มีอาจจะไม่ชัดเจน และสามารถกวนผลการทดลองได้เช่น บางทีหนูอาจจะได้อาหารและน้ำไม่เพียงพอ หรือว่าน้ำสกปรกใช้ดื่มไม่ได้ หรือว่าหนูอาจจะมีความเครียดทางกายหรือทางใจ เป็นต้นการกำจัดคำอธิบายที่เป็นไปได้อื่น ๆ นี้จะใช้เวลามากและยากแต่ว่า ถ้าใช้กลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับน้ำตาลเทียมแต่มีการปฏิบัติอื่นให้เหมือน ๆ กัน ผลต่างที่พบระหว่างสองกลุ่มก็จะสามารถอ้างได้ว่ามีเหตุจากน้ำตาลเทียม โดยมีระดับความมั่นใจที่สูงขึ้นมาก