Hierbij beschouwen we volledig gerandomiseerde ontwerpen die één primaire factor hebben. In het experiment worden de waarden van een responsvariabele vergeleken op basis van de verschillende niveaus van die primaire factor.
Bij volledig gerandomiseerde ontwerpen worden de niveaus van de primaire factor willekeurig toegewezen aan de experimentele eenheden. Met randomisatie wordt bedoeld dat de volgorde van de ritten van de experimentele eenheden willekeurig wordt bepaald. Als er bijvoorbeeld 3 niveaus van de primaire factor zijn en elk niveau moet 2 keer worden uitgevoerd, dan zijn er 6 factorieel mogelijke opeenvolgingen (of 6! manieren om de experimentele trials te rangschikken). Vanwege de replicatie is het aantal unieke volgordes 90 (aangezien 90 = 6!/(2!*2!*2!)). Een voorbeeld van een niet gerandomiseerd ontwerp zou zijn om altijd 2 replicaties uit te voeren voor het eerste niveau, dan 2 voor het tweede niveau, en tenslotte 2 voor het derde niveau. Om de reeksen willekeurig te maken, zou men 6 papiertjes in een doos kunnen doen, waarvan 2 met niveau 1, 2 met niveau 2, en 2 met niveau 3. Voor elke reeks wordt blind een van de blaadjes uit de doos getrokken en het gekozen niveau wordt gebruikt voor de volgende reeks experimenten.