يوفر التصميم البايزي التجريبي (نسبةً لبايز) إطار احتمالٍ نظريًّا عامًّا يمكن استنباط نظريات تصميم تجريبي أخرى منه. وهو مبني على الاستدلال البايزي لتفسير البيانات/الملاحظات التي حُصل عليها خلال التجربة. يسمح هذا بالتعويض عن أي معرفة مسبقة عن المؤشرات التي يجب تحديدها، بالإضافة إلى أي شكوك في الملاحظات.
نظرية التصميم البايزي التجريبي مبنية إلى حد ما على نظرية صنع القرارات المثالية عند وجود شك. الهدف عند تصميم تجربة هو الخروج بأعلى حد ممكن من الفائدة المتوقعة لنتيجة التجربة. التعريف الأكثر شيوعًا للفائدة هو أنها قياس لدقة المعلومات التي توفرها التجربة (مثل معلومات شانون أو التنوع السلبي)، ولكن يمكن أيضًا أن تشمل عوامل كالكلفة المالية لإجراء التجربة. تعتمد ماهية التصميم المثالي للتجربة على معيار الفائدة المحدد المختار.