Hier betrachten wir vollständig randomisierte Versuchspläne, die einen Primärfaktor haben. Das Experiment vergleicht die Werte einer Reaktionsvariablen in Abhängigkeit von den verschiedenen Niveaus dieses Primärfaktors.
Bei vollständig randomisierten Versuchsplänen werden die Niveaus des Primärfaktors den Versuchseinheiten zufällig zugewiesen. Mit Randomisierung ist gemeint, dass die Durchlaufreihenfolge der Versuchseinheiten zufällig bestimmt wird. Gibt es beispielsweise 3 Stufen des Primärfaktors, wobei jede Stufe 2 Mal durchlaufen wird, dann gibt es 6 faktoriell mögliche Durchführungsreihenfolgen (oder 6! Möglichkeiten, die Versuchsreihenfolge zu bestimmen). Aufgrund der Replikation beträgt die Anzahl der eindeutigen Anordnungen 90 (da 90 = 6!/(2!*2!*2!)). Ein Beispiel für ein nicht randomisiertes Design wäre, immer 2 Replikationen für die erste Stufe, dann 2 für die zweite Stufe und schließlich 2 für die dritte Stufe durchzuführen. Eine Möglichkeit, die Durchgänge zu randomisieren, wäre, 6 Zettel in eine Schachtel zu legen, von denen 2 die Stufe 1, 2 die Stufe 2 und 2 die Stufe 3 haben. Vor jedem Durchlauf würde einer der Zettel blind aus der Schachtel gezogen werden, und die gewählte Stufe würde für den nächsten Durchlauf des Experiments verwendet werden.