การทดลองแบบอำพรางสองฝ่าย (อังกฤษ: Double-blinded experiment) หมายถึงการทดลองที่วิธีการทดลองมีความเข้มงวดยิ่งขึ้นเพื่อป้องกันความเอนเอียงที่เป็นอัตวิสัยบางครั้งโดยไม่รู้ตัว ที่มีในผู้ทำการทดลองและผู้ร่วมการทดลองงานทดลองแบบอำพรางสองฝ่ายงานแรกทำเพื่อตรวจสอบอาการทางจิตที่เรียกว่า shell shock (อาการช็อกจากลูกระเบิด) ในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 1โดยมากแล้ว งานทดลองแบบนี้ถือว่า เข้มงวดและมีมาตรฐานที่ดีกว่าการทดลองเปิดและการทดลองแบบอำพรางฝ่ายเดียว

ในงานทดลองเช่นนี้ ทั้งผู้ทำการทดลองและผู้ร่วมการทดลองจะไม่รู้ว่า ผู้ร่วมการทดลองนั้นอยู่ในกลุ่มทดลองหรืออยู่ในกลุ่มควบคุมต่อเมื่อได้ข้อมูลทั้งหมดแล้ว หรือในบางครั้งต่อเมื่อทำการวิเคราะห์แล้ว ผู้ทำงานวิจัยจึงจะรู้ว่า ผู้ร่วมการทดลองอยู่ในกลุ่มไหนการทำงานทดลองโดยวิธีนี้สามารถลดอิทธิพลของความคาดหวังหรือสัญญาณที่ส่งโดยไม่รู้ตัว (เช่นที่มีใน ปรากฏการณ์ยาหลอก และปรากฏการณ์ความคาดหมายของผู้สังเกตการณ์)ที่บิดเบือนผลการทดลอง การจัดผู้ร่วมการทดลองให้อยู่ในกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมโดยสุ่ม เป็นกระบวนการที่ขาดไม่ได้ในงานทดลองประเภทนี้และข้อมูลที่ใช้ว่าใครเป็นใคร อยู่ในกลุ่มไหน จะเก็บไว้โดยบุคคลที่สามและจะไม่มีการเปิดเผยต่อผู้ทำงานวิจัยจนกระทั่งงานวิจัยได้สำเร็จลงแล้ว

วิธีการทดลองเช่นนี้สามารถใช้ได้ต่อสถานการณ์ที่มีโอกาสว่า ผลการทดลองจะบิดเบือนไปเพราะความเอนเอียงที่จงใจหรือไม่ได้จงใจของนักวิจัย ผู้ร่วมการทดลอง หรือทั้งสองฝ่ายยกตัวอย่างเช่น ในงานทดลองสัตว์ ทั้งผู้ดูแลสัตว์และผู้ประเมินผลต้องไม่รู้ข้อมูลที่ปิด ไม่เช่นนั้นแล้ว ผู้ดูแลอาจจะทำการดูแลสัตว์โดยต่าง ๆ กันทำให้เกิดการบิดเบือนผล[9]

การทดลองที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์บางครั้งเรียกผิด ๆ ว่า เป็นการทดลองแบบอำพรางสองฝ่ายเพราะว่า ซอฟต์แวร์ไม่อาจที่จะทำให้เกิดความเอนเอียงโดยตรงเหมือนกับระหว่างผู้ทำการทดลองและผู้ร่วมการทดลองแต่ว่า วิธีการแสดงบทสำรวจต่อผู้ร่วมการทดลองผ่านคอมพิวเตอร์ สามารถทำให้เกิดความเอนเอียงขึ้นได้อย่างง่าย ๆตัวอย่างหนึ่งก็คือ เครื่องลงคะแนนเสียงเลือกตั้งเป็นระบบที่ดูเหมือนง่าย ๆ แต่ก็สามารถสร้างให้เกิดความเอนเอียงได้การทำงานของคอมพิวเตอร์จะมีลักษณะคล้ายกับผู้ทำการทดลองดังที่กล่าวมาแล้ว คือ มีส่วนของซอฟต์แวร์ที่ทำงานปฏิสัมพันธ์กับผู้ร่วมการทดลองเหมือนกับผู้ทำการทดลองที่บอดข้อมูลในขณะที่ส่วนของซอฟต์แวร์ที่รู้ว่าผู้รับการทดลองเป็นใครอยู่ในกลุ่มไหน เป็นเหมือนกับบุคคลที่สามตัวอย่างประเภทหนึ่งก็คือบททดสอบ ABX test ซึ่งผู้ร่วมการทดลองต้องกำหนดตัวกระตุ้น X แล้วแสดงว่าเป็น A หรือ B