การศึกษาควบคุมด้วยยาหลอก (อังกฤษ: Placebo-controlled studies) หรือ การศึกษาควบคุมด้วยการรักษาหลอก เป็นวิธีการทดสอบการรักษาทางการแพทย์ ที่นอกจากจะมีกลุ่มบุคคลที่ได้รับการรักษาที่เป็นประเด็น ก็ยังมีกลุ่มควบคุมที่ได้รับการรักษาหลอก (placebo) ที่ออกแบบไม่ให้มีผลอะไรการรักษาหลอกมักจะใช้ในการทดลองแบบอำพราง ที่คนไข้ไม่รู้ว่าตนกำลังได้รับการรักษาแบบจริงหรือหลอกบ่อยครั้งจะมีกลุ่มอีกกลุ่มหนึ่ง (natural history) ที่ไม่ได้รับการรักษาอะไรเลยจุดมุ่งหมายของกลุ่มรักษาหลอกก็เพื่อที่จะแก้ปรากฏการณ์ยาหลอก (placebo effect) ซึ่งหมายถึงผลจากกระบวนการรักษาที่ไม่ได้เกิดจากการรักษาที่เป็นประเด็นเป็นผลที่อาจเกิดจากปัจจัยต่าง ๆ รวมทั้งการรู้ว่ากำลังได้รับการรักษา ความใส่ใจจากแพทย์พยาบาล และความคาดหวังถึงประสิทธิผลการรักษาของผู้ทำงานวิจัยและถ้าไม่มีกลุ่มรักษาหลอกเพื่อใช้เปรียบเทียบ ก็จะไม่สามารถรู้ได้ว่า การรักษามีผลอะไรจริง ๆ หรือไม่เพราะคนไข้บ่อยครั้งจะดีขึ้นเมื่อได้รับการรักษาแบบหลอกการรักษาแบบหลอกอาจมีหลายแบบรวมทั้ง ยาที่มีแต่น้ำตาล การผ่าตัดที่ไม่ทำอะไรที่ได้ผลจริง ๆ (เช่น เพียงแต่ผ่า และบางครั้งจับหรือจัดการอวัยวะเพียงเล็ก ๆ น้อย ๆ) หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ (เช่น การใช้เครื่องอัลตราซาวนด์) ที่ไม่ได้เปิดจริง ๆนอกจากนั้นแล้ว เพราะเหตุที่ร่างกายสามารถดีขึ้นได้โดยธรรมชาติ หรือเพราะผลทางสถิติอื่น ๆ เช่น regression to the mean (คือโรคที่อาการหนักมากมักจะดีขึ้น) คนไข้เป็นจำนวนมากจะดีขึ้นแม้ว่าจะไม่ได้รับการรักษาโดยประการทั้งปวงดังนั้น คำถามที่เป็นประเด็นเมื่อประเมินการรักษาไม่ใช่ "การรักษาได้ผลหรือไม่" แต่เป็น "การรักษาได้ผลดีกว่าการรักษาหลอก หรือเมื่อไม่ได้การรักษาอะไรเลยหรือไม่"นักวิจัยที่ทำการทดลองทางคลินิกในยุคต้น ๆ คนหนึ่งเขียนไว้ว่า "จุดประสงค์แรกของการทดสอบการรักษาก็คือเพื่อสืบหาว่า คนไข้ที่ได้รับการรักษาที่กำลังสืบสวนหายได้เร็วกว่า ได้สมบูรณ์กว่า ได้บ่อยครั้งกว่า ที่จะเป็นเมื่อไม่ได้"[1]:195หรือกล่าวโดยกว้าง ๆ ก็คือ จุดมุ่งหมายของการทดลองทางคลินิกก็เพื่อจะกำหนดว่า การรักษาอะไร ทำอย่างไร ต่อคนไข้ประเภทไหน ในสภาวะอะไร ที่ได้ผลดีที่สุด[2][3]ดังนั้น การใช้การรักษาหลอกเป็นองค์ควบคุมมาตรฐานในการทดลองทางคลินิกโดยมากซึ่งพยายามทำการประเมินเชิงปริมาณ (quantitative assessment) ของประสิทธิผลของยาหรือการรักษาการตรวจสอบหรือการทดลองทางคลินิกอย่างที่ว่า เรียกว่า การศึกษาควบคุมด้วยยาหลอก (placebo-controlled study) โดยมีกลุ่มควบคุมเป็นแบบลบ (คือเป็นกลุ่มที่ไม่ควรได้ผล)ส่วนงานศึกษาที่ควบคุมโดยการรักษาที่เคยตรวจสอบมาก่อนแล้ว จะเรียกว่า positive-control study เพราะว่า กลุ่มควบคุมเป็นแบบบวก (คือควรจะได้ผลดังที่เคยพบมาก่อนแล้ว)องค์กรควบคุมของรัฐจะอนุมัติยาก็ต่อเมื่อมีการตรวจสอบที่ไม่ใช่เพียงแค่แสดงว่ามีผลต่อคนไข้ แต่ว่าผลต่างที่ได้มีมากกว่าที่ได้จากการรักษาหลอก (คือมีผลต่อคนไข้จำนวนมากกว่า มีผลต่อคนไข้ในระดับสูงกว่า หรือทั้งสอง)