ผู้ทำการทดลองสามารถมีความเอนเอียงทางประชาน (cognitive bias) ในงานทดลองได้โดยรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งแบบหนึ่งก็คือความเอนเอียงที่เรียกว่า ปรากฏการณ์ความคาดหมายของผู้สังเกตการณ์[3] (อังกฤษ: observer-expectancy effect) ซึ่งผู้ทำการทดลองอาจสื่อความหวังความคาดหมายที่ละเอียดสุขุม แม้จะไม่ตั้งใจ จะโดยปาก (เช่นน้ำเสียง) หรือโดยอาการกิริยาก็ได้ เกี่ยวกับผลที่ต้องการในงานศึกษา ให้กับผู้ร่วมการทดลองรับรู้มีอิทธิพลให้ผู้ร่วมการทดลองเปลี่ยนพฤติกรรมของตนให้เป็นไปตามความคาดหมาย[4]

ตัวอย่างตามประวัติที่รู้จักกันดีก็คือ คเลเวอร์แฮนส์ (Clever Hans) ซึ่งเป็นม้าพันธุ์รัสเซีย (Orlov Trotter) ที่มีการอ้างว่า สามารถคิดเลขง่าย ๆ และแก้ปัญหาใช้สติปัญญาอื่น ๆ บางอย่างได้ แต่ว่าหลังจากมีการตรวจสอบในปี ค.ศ. 1907 นักจิตวิทยาชาวเยอรมันออสการ์ ฟังกสต์ ก็ได้แสดงหลักฐานว่า เจ้าม้าไม่ได้ทำงานทางสติปัญญาเหล่านั้นได้จริง ๆ คือ มันเพียงแต่สังเกตปฏิกิริยาของพวกมนุษย์ที่กำลังดูมันทำงานอยู่เท่านั้น

โดยผ่านการทดสอบเป็นจำนวนมาก ฟังกสต์พบว่า แฮนส์สามารถตอบคำถามได้อย่างถูกต้องแม้ว่าตัวเจ้าของคือนายวอน ออสเต็นเองจะไม่ได้เป็นคนถาม ซึ่งแสดงว่าไม่ใช่เป็นการหลอกลวงแต่ว่า แฮนส์สามารถจะตอบคำถามได้ก็ต่อเมื่อผู้ถามรู้คำตอบ และแฮนส์สามารถมองเห็นผู้ถามได้ฟังกสต์พบว่า เมื่อตัวนาววอน ออสเต็นเอง รู้คำตอบ แฮนส์จะตอบคำถามได้อย่างถูกต้องถึง 89% แต่เมื่อไม่รู้ แฮนส์จะตอบถูกเพียงแค่ 6%

จากนั้น ฟังกสต์จึงดำเนินการตรวจสอบพฤติกรรมของผู้ถามอย่างละเอียดแล้วพบว่า เมื่อม้ากำลังเคาะกีบเท้าเป็นจำนวนใกล้ถึงคำตอบลักษณะท่าทางและสีหน้าของผู้ถามคำถามจะเปลี่ยนไปตามความตื่นเต้นที่มีเพิ่มขึ้นซึ่งจะหมดสิ้นไปโดยทันทีที่ม้าเคาะกีบเท้าเป็นครั้งสุดท้ายที่แสดงคำตอบที่ถูกต้องนี่เป็นตัวช่วยให้ม้ารู้ว่าเมื่อไรควรจะหยุดเคาะกีบเท้า

หลักฐานของความเอนเอียงเช่นนี้ก็พบด้วยในงานศึกษาเกี่ยวกับมนุษย์คือ มีการแบ่งผู้ร่วมการทดลองออกเป็นสองกลุ่ม เป็นกลุ่มที่มีลักษณะต่าง ๆ คล้ายกัน และให้มีการทำงานอย่างเดียวกันซึ่งก็คือให้ให้คะแนนรูปคนที่ดู และให้ประเมินว่า คนเหล่านี้จะมีความสำเร็จในชีวิตเท่าไร โดยให้คะแนนระหว่าง -10 ถึง 10แต่ว่า ในกลุ่มแรก มีการบอกผู้ทำการทดลองว่า จะมีผลบวกและในกลุ่มที่สอง มีการบอกผู้ทำการทดลองว่า จะมีผลลบผู้ร่วมการทดลองในกลุ่มแรกให้ค่าประเมินที่สูงกว่ากลุ่มที่สองผู้ที่ทำงานวิจัยนี้อธิบายว่า ผลเช่นนี้เกิดขึ้นเพราะผู้ทำการทดลองส่งสัญญาณบางอย่างที่ละเอียดสุขุมให้ผู้ร่วมการทดลองรับรู้ได้ เหมือนกับนายวอน ออสเต็นส่งสัญญาณให้คเลเวอร์แฮนส์[5]

ปรากฏการณ์ความคาดหมายของผู้สังเกตการณ์สามารถลดได้ โดยทำงานทดลองแบบบอดสองทาง (double-blinded experiment) เช่นในการทดลองยาของบริษัทยา จะมีการจัดคนไข้ที่รับยาโดยสุ่ม ให้อยู่ในกลุ่มทดลองซึ่งจะได้รับยาที่เป็นประเด็นการทดลอง หรือในกลุ่มควบคุมซึ่งจะได้รับยาหลอก ทั้งตัวคนไข้เองและคนที่ทำการทดลองจะไม่รู้ว่าคนไข้อยู่ในกลุ่มไหน (คือบอดสองทาง) เมื่อผู้ทำการทดลองไม่รู้ว่าคนไข้อยู่ในกลุ่มไหน ก็จะไม่สามารถส่งสัญญาณที่ไม่ได้ตั้งใจกับคนไข้ว่าตนเองคิดว่า ยาที่ให้ควรจะมีผลอย่างไรกับคนไข้[4]