طراحی آزمایشات یک رویکرد علمی است که به محققان اجازه کسب دانشی  برای فهم بهتر یک فرآیند و همچنین تعیین چگونگی ورودی ها بر روی خروجی ها را می دهد . کدام ورودی ها بیشترین تاثیر را بر خرو جی دارند؟ چه مقدار از هر ورودی بهترین خروجی را حاصل می کند؟ عوامل موثر بر تغییرات در خروجی چه می باشند؟ چگونه می توان آن ها را به حداقل رساند؟ چگونه می توان تاثیر ورودی های غیر قابل کنترل را به حداقل رساند؟ 
از کاربردهای طراحی آزمایش میتوان به موارد زیر اشاره کرد: 
• حل کردن مشکلات تولید 
• دریافت بیشترین اطلاعات درباره فرآیند و متغیرهایی که روی آن اثیر می گذارند، با استفاده از کمترین تعداد آزمایش ها 
• مشخص کردن تنوع واکنش ها، به ترتیب برای اطمینان از انطباق با مشخصات 
• تعیین متغیرهایی که بر روی فرآیند اثر گذارند 
• کاهش هزینه و زمان تولید 
• افزایش کارا یی واکنش های شیمیا یی و یا محصول 
• بهینه سازی فرآیند تولید محصولات